A hőérzet és a tapintás receptorainak felfedezéséért járt a 2021-es orvosi Nobel-díj

Nincsen jövőnk tudomány nélkül, nincsen Qubit nélkületek. Támogasd a munkánkat!

David Julius, a Kaliforniai Egyetem (San Francisco) amerikai professzora, és Ardem Patapoutian, a La Jolla-i Scripps Kutatóintézet mikrobiológusa és idegtudósa kapta megosztva a 2021-es orvosi Nobel-díjat, a hőérzet és a tapintás receptorainak felfedezéséért.

David Julius a paprikafélékben található alkaloidot, a kapszaicint használta fel kutatásaiban, hogy azonosítsa azt a szenzort a bőr idegvégződéseiben, amely a hőre reagál. Ardem Patapoutian ezzel szemben nyomásra érzékeny sejteket vett igénybe, hogy olyan új szenzorcsoportot fedezzen fel, amely a bőrt és a belső szerveket érő nyomás érzékelésében vesz részt. Ezek a felfedezések fellendítették azokat a kutatásokat, amelyek révén ma már jobban értjük, hogyan érzékeli az idegrendszerünk a hőmérsékletet és a tapintást.

Fotó: JONATHAN NACKSTRAND/AFP

Az a kérdés, hogy az ember hogyan érzékeli a környezetét, évezredek óta foglalkoztatja a tudósokat. A történelem során egymás után tárták fel, hogyan érzékelik a fényt a szemek, hogyan jutnak el a hangfrekvenciák a belső fülbe, vagy hogyan lépnek kapcsolatba a különböző vegyületek az orr és a száj receptoraival, amelyek aztán illattá és ízzé alakítják a külső információkat. Azonban ahhoz, hogy a folyamatosan változó környezetünkhöz alkalmazkodni tudjunk, más érzékek is szükségesek – például a hőérzet vagy a tapintás.

A 17. századi filozófus, René Descartes ezt úgy képzelte el, hogy a bőr egyes részeit különböző szálak kötik össze az agyi területekkel. Vagyis ha például a lábat tűz éri, ezeken az összeköttetéseken keresztül jut el a hőérzetet képviselő jel az agyig, így az ember akkor is időben értesül a veszélyről, ha a szemeivel épp nem látja a lángot. Később továbbfejlesztették ezt az elméletet: Joseph Erlanger és Herbert Gasser például azért a felfedezésért kapta meg 1944-ben az orvosi Nobel-díjat, amely bizonyította a környezetváltozást érzékelő idegrostok létezését.

Későbbi kutatásokból kiderült, hogy az emberi érzékelés még ennél is aprólékosabb, és árnyalatnyi különbségeket is képesek vagyunk megtenni akár tapintás útján: ujjbegyeinkkel különböző felszíni textúrákat tudunk megkülönböztetni, de a kellemes meleg és a fájdalmas forró hőmérsékletek közötti eltérést is finoman érzékeli az ember.

Ezen ismeretek hiányzó láncszemeit fedezte fel Julius és Patapoutian, megválaszolva a nagy kérdést: hogyan alakul a hő és a tapintás elektromos impulzusokká az idegrendszerben? A két kutató által felfedezett ioncsatornák (TRPV1, TRPM8, PIEZO1, PIEZO2) számos fiziológiai folyamatban és betegségben fontos szerepet játszanak. Funkciójuk feltárásával olyan egészségügyi állapotok kezelésére is lehetőség nyílt, mint például a krónikus fájdalom szindróma.

Patapoutian a fiával együtt nézte a Nobel-közvetítést, percekkel azután, hogy Thomas Perlmann, a Nobel-bizottság titkára telefonon értesítette őt a díjáról.

Az idei orvosi Nobel-díjra sokan esélyesnek tartották Karikó Katalint, a Pennsylvaniai Egyetem biokémikus professzorát, a BioNTech alelnökét is, miután ő szabadalmaztatta az mRNS-alapú oltóanyagok technológiáját, ennek pedig óriási jelentősége lett a koronavírus-világjárvány kezelésében. A magyar kutató társával, Drew Weissmannal együtt évtizedeken át dolgozott a hírvivő RNS-en alapuló oltástechnológián, amelynek első gyakorlati alkalmazása a Pfizer/BioNTech és a Moderna vakcinája lett. A páros nemrég elnyerte a 2021-es Lasker-DeBakey Klinikai Orvosi Kutatási Díjat, ami 250 ezer dolláros honoráriummal jár, néhány héttel korábban pedig a tudomány Oscarjának számító, 3 millió dollárral járó élettani Breakthrough-díjat. Karikó Katalin október 1-én megkapta a magyar tudományos élet legrangosabb elismerését, a 100 ezer euró pénzjutalommal járó Bolyai-díjat is.

Karikó számára egyébként még nincs minden veszve az idei Nobel-szezonban, ugyanis több nemzetközi szaklap nem is az orvosi, hanem inkább a kémiai kategóriában számít a díjazására, amelyben szerdán hirdetnek győztest. De azt sem árt tudni, hogy a legrangosabb tudományos elismerések gyakran évekkel követik a felfedezéseket és azok gyakorlati hasznosítását, így ha a kémiai Nobel-díjat sem kapja meg idén Karikó, akkor a kutatás aktualitásától függetlenül a következő évek bármelyikében esélyesnek számít a Nobel-díjra. Ha pedig a Breakthrough-díjat vesszük a Nobel előszobájának, akkor azt is érdemes megjegyezni, hogy tavaly épp David Julius részesült az élettani Breakthrough-díjban.

David Julius a 2020-as élettani Breakthrough-díjávalFotó: STEVE JENNINGS/AFP

A 2021-es Nobel-díjak kihirdetése kedden a fizikai kategóriával folytatódik, szerdán a kémiai díjat ítélik oda, majd csütörtökön az irodalmi, pénteken pedig a békedíj nyerteseinek megnevezésével ér véget a sor. A hivatalos Nobel-díjakat kiegészítő közgazdasági Nobel-emlékdíj győztesét október 11-én, hétfőn hirdetik ki.

Az elismerés 10 millió svéd koronás (körülbelül 352 millió forintos) pénzjutalommal jár, a díjakat hagyományosan Alfred Nobel halálának évfordulóján, december 10-én adják át.

Kapcsolódó cikkek a Qubiten: