Nobelförsamlingen vid Karolinska Institutet har beslutat att årets Nobelpris imedicin ska delas lika mellan en brittisk och två amerikanska professorer: Sir Peter J Ratcliffe, William G Kaelin Jr och Gregg L Semenza. De tilldelas priset för sina upptäckter av hur celler känner av och anpassar sig efter tillgången till syre, vilket har lett till nya strategier i kampen mot bland annat blodbrist och cancer.

Nobelförsamlingen vid Karolinska Institutet motiverar sitt beslut med att syre är en livsnödvändighet då alla celler i kroppen behöver syre för att kunna omvandla födoämnen till användbar energi i mitokondrierna. Tack vare de tre pristagarnas upptäckter har grunden lagts för en djupare förståelse för hur syrenivåer påverkar cellers ämnesomsättning och fysiologiska processer.

Årets Nobelpris i fysiologi eller medicin tilldelas Gregg L Semenza, Sir Peter J Ratcliffe och William G Kaelin Jr. Foto: Pontus Lundahl/TT

Tre viktiga pusselbitar

Gregg L Semenza är professor vid Johns Hopkins University och chef för ett forskningsprogram vid Johns Hopkins Institute for Cell Engineering. Han har bland annat studerat hur olika syrenivåer påverkar genen för hormonet erytropoetin (EPO) som i sin tur påverkar nybildningen av röda blodkroppar och blodets förmåga att ta upp syre. Med hjälp av genmodifierade möss har han kunnat visa vilka DNA-segment som krävs för att genen ska aktiveras vid låga syrenivåer.

Sir Peter J Ratcliffe är professor vid Oxford University, chef för både Clinical Research vid Francis Crick Institute och Target Discovery Institute samt forskare vid Ludwig Institute for Cancer Research. Även han har studerat regleringen av EPO-genen och sett att den aktuella mekanismen går att finna i olika vävnader. Därmed har man kunnat konstatera att mekanismen är universell och kan aktiveras i många olika celltyper. Tillsammans med Gregg L Semenza har han också identifierat proteinkomplexet hypoxia-inducible factor (HIF) som binds till det tidigare nämnda DNA-segmentet när syrenivån sjunker.

William Kaelin Jr är professor vid Harvard Medical School och forskare vid Howard Hughes Medical Institute. Vid sina studier av von Hippel-Lindaus sjukdom, som ökar risken för cancer på grund av en genetisk defekt, har han upptäckt att sjukdomen är kopplad till aktiviteten i gener som regleras av dess syrenivå. Han har även upptäckt att en så kallad VHL-gen spelar en viktig roll i detta, vilket lett till forskning som visat att VHL behövs för att hålla HIF på normal nivå. Han har därmed bidragit med en viktig pusselbit i förståelsen av maskineriet som reglerar cellernas svar på låga syrenivåer.

Syret avgörande i många processer

Syrets fundamentala betydelse för cellers funktion har varit känd under lång tid, men hur de anpassar sig efter syretillgänglighet har länge varit okänt. Genom årets Nobelpristagares forskning har förståelsen för hur celler anpassar sin metabolism till olika syrenivåer ökat. Andra exempel på processer som anpassas till olika syrenivåer är blodkärlsbildning, produktion av röda blodkroppar, immunförsvar och fosterutveckling.

Syreregleringen spelar också en avgörande roll vid olika sjukdomar. Patienter med kronisk njursvikt lider till exempel ofta av svår blodbrist till följd av minskad produktion av EPO och en snabbt växande cancertumör ställer stora krav på syre- och näringstillförsel. Därför inriktar sig många läkemedelsbolag på utveckling av läkemedel som kan påverka syreregleringen vid olika sjukdomstillstånd.

Ett bolag som redan har ett sådant läkemedel är AstraZeneca. Det gäller Roxadustat som behandlar blodbrist genom att öka den egna produktionen av EPO som i sin tur påverkar HIF. I december 2018 erhöll AstraZeneca marknadsgodkännande för Roxadustat i Kina, för behandling av blodbrist hos patienter med kronisk njursjukdom som även behandlas med dialys, och i augusti i år utökades godkännandet till att även inkludera blodbrist hos patienter med kronisk njursjukdom som inte är beroende av dialys.

Prenumerera på BioStocks nyhetsbrev