Vsako leto se podelitve Nobelovih nagrad začnejo s področjem medicine in tudi letos je bilo temu tako. Švedska akademija znanosti, ki že več kot sto let podeljuje Nobelove nagrade je v ponedeljek uradno razglasila letošnja nagrajenca: Ardema Patapoutiana, armensko-ameriškega profesorja in raziskovalca iz Medicinskega inštituta Scripps Research v La Jolli v Kaliforniji in Davida Juliusa, ameriškega doktorja biologije, raziskovalca in profesorja iz Univerze v San Franciscu (UCSF).
A kaj so pravzaprav receptorji za dotik in toploto, za odkritje katerih sta letošnja nobelovca prejela nagrado in kako bo njihovo odkritje vplivalo na nadaljnji razvoj medicine?
Ta teden smo v medijih lahko zasledili, da sta letošnja dobitnika Nobelove nagrade za medicino s svojim raziskovalnim delom na področju nevrobiologije omogočila razumeti, kako lahko toplota, mraz in mehanska sila sprožijo živčne impulze, ki človeškemu telesu omogočajo zaznavanje in ustrezno prilagajanje svetu. Znanstveniki že desetletja dobro vedo, da so posamezne živčne celice (imenovane tudi nevroni oz. ganglijske celice) specializirane za prenos različnih vrst dražljajev do točno določenih centrov v centralnem živčnem sistemu (možganih). Tako že od 40. let prejšnjega stoletja poznamo senzorične nevrone, vrsto visoko-specializiranih nevronov, ki s pomočjo biokemičnega procesa imenovanega senzorična transdukcija določen dražljaj iz zunanjega okolja pretvorijo v t. i. akcijski potencial, ki sproži električni impulz, ki vzdolž aksonov preko hrbtenjače potuje v predel možganov imenovan talamus, od koder potuje v del možganske skorje imenovan postcentralni girus (ki je del primarnega somatosenzoričnega korteksa), ki prejet signal ustrezno sprocesira.
Raziskave ameriških strokovnjakov pod vodstvom Juliusa in Patapoutiana v zadnjih desetletjih so tako tlakovale pot odkritju še enemu izmed manjkajočih delov v procesu nocicepcije, in sicer odkritju proteinov, ki so na molekularni ravni ključni za delovanje receptorjev za mehansko oz. termično percepcijo okolice. Kronološko je bil v svojih raziskavah hitrejši Julius, ki je leta 1997 svoje delo kronal z odkritjem receptorjev za zaznavanje toplote in predstavitvijo njihovega delovanja. Laboratorij pod njegovim vodstvom je tega leta odkril receptor oz. protein TRPV1 (ang. transient receptor potential cation channel subfamily V member 1), ki je znan tudi kot receptor, ki zaznava substanco kapsaicin, ki je v naravi sicer prisotna v čiliju, kateremu daje značilen pekoč občutek. Prav ta pekoč občutek, ki ga zaznamo, ko zaužijemo čili je v prvi vrsti tudi navdihnil Juliusa, da je iz čilija izločil kapsaicin, nato pa s postopnim izločanjem iskal receptorje, ki so občutljivi nanj.
V letih, ki so sledila je Juliusova ekipa odkrila še celo vrsto drugih receptorjev iz družine TRP, med drugim TRPM8 in TRPA1, ki sta odgovorna za zaznavanje gorčičnega olja in mentola, vendar pa je bilo odkritje receptorja TRPV1 vseeno daleč najpomembnejše, obenem pa je predstavljalo tudi podlago za vsa ostala odkritja na tem področju.
Strokovnjaki pod njegovim vodstvom so pri tem predvidevali, da gre za ionski kanal, zato so začeli iskati gen med 72 kandidati. Ko so enega za drugem utišali, so naposled odkrili ključni gen, ki so ga poimenovali Piezo1 (njegovo ime izhaja iz grške besede za pritisk). Kasneje so odkrili še gen Piezo2, ki je podoben prvemu. Drugi se je v resnici izkazal še za pomembnejšega od prvega, oba pa sta pomembna ne le pri zaznavanju dotika, temveč tudi pri izpeljanih funkcijah, denimo dihanju ali uravnavanju krvnega tlaka.
Piše Matej M.
