Новосибирск и Новосибирская область: свежие новости, объективный анализ, актуальные комментарии

Нобелевка по химии 2018 года могла оказаться в Кольцово: новосибирские учёные комментируют итоги Нобелевской недели

Церемония вручения Нобелевской премии. Фото: sweden.ru

Когда объявлено: 1 октября.

Кто получил: Джеймс Эллисон (США), Тасуку Хондзё (Япония).

За что: открытие терапии рака путём ингибирования отрицательной иммунной регуляции.

В чём значение: комментирует член-корреспондент РАН доктор биологических наук, заведующий лабораторией бионанотехнологии, микробиологии и вирусологии ФЕН НГУ Сергей Нетёсов:

— Благодаря исследованиям Эллисона и Хондзё созданы несколько новых эффективных препаратов для лечения рака путём иммунотерапии с помощью моноклональных антител. В 2014 году их открытие было признано самым перспективным в онкологии. Нобелиаты обнаружили, что для устранения аутоиммунных реакций человеческий организм вырабатывает специальные белки. Но эта же самая система, к сожалению, не позволяет организму распознавать раковые клетки, чьи отличия от нормальных здоровых клеток по иммунным свойствам весьма невелики. Награждённые учёные исследовали механизмы этого явления, и вот что оказалось. Белки PD-1 — белки, обусловливающие программируемую гибель «неправильных» клеток, и важные рецепторы.  Функционируют они в первую очередь в тканях, в которых Т-клетки сталкиваются с иммуносупрессивно действующей молекулой-лигандом (молекулой, соединённой с биологическим акцептором) PD-L1. Эти PD-1-лиганды (PD-L1 и PD-L2) продуцируются как самими раковыми клетками, так и клетками стромы опухоли. Если взаимодействие между PD-1 и его лигандами блокируется, то в связи с этим снижается действие лиганд и их иммуносупрессивный эффект ослабляется. В результате ответная реакция Т-клеток (например, против раковой ткани) усиливается, иммуносупрессивный ответ подавляется, и иммунная система пациента может самостоятельно «атаковать» опухоль. Специально созданные моноклональные антитела — Анти-PD-1 или анти-PD-L1 — угнетают зависящую от раковых клеток инактивацию иммунных клеток и способствуют саморазрушению раковых клеток.

К созданным на этой основе лекарствам, которые называются сейчас ингибиторами чекпойнтов («пунктов проверки»), относятся PD-1 и PD-L1 моноклональные антитела.

Эти высокоточные лекарства, примерами которых являются препараты ниволумаб и пембролизумаб, блокируют взаимодействие белков PD-L-1 и PD-1 с их рецепторами. Белки, вырабатываемые злокачественными клетками, помогают им «прятаться» от иммунной системы. В итоге клетки опухоли становятся как бы невидимыми для нашей иммунной системы, и она не может им противостоять. Новые лекарства снова делают их видимыми, и благодаря этому иммунитет начинает уничтожать опухоль. Первым лекарством, созданным благодаря нобелевским лауреатам, был ипилимумаб, причем он блокировал другую регуляторную молекулу CTLA-4, играющую важнейшую роль в защите раковых клеток от иммунной системы. Этот препарат использовали для лечения метастатической меланомы, но у него были серьёзные побочные эффекты. Препараты нового поколения существенно безопаснее, ими лечат не только меланому, но ещё немелкоклеточный рак лёгкого, рак мочевого пузыря и другие злокачественные опухоли. Сегодня подобных препаратов уже несколько, и они продолжают активно исследоваться. Некоторые из них зарегистрированы недавно и в России, но, к сожалению, пока что очень дороги. Однократный курс введения стоит более миллиона рублей, и их нужно потом повторять. Но они эффективнее и намного безопаснее химиотерапии, и, к примеру, около 20 % больных с меланомой полностью излечиваются. Такого результата пока что нельзя добиться никакими другими лекарствами. Передовые российские биотехнологические компании «Биокад» и «Дженериум» проводят разработки подобных импортозамещающих препаратов и собираются их выпускать в России.

Когда объявлено: 2 октября.

Кто получил: Артур Эшкин (США), Жерар Муру (Франция), Донна Стрикленд (Канада).

За что: Эшкин — за изобретение оптического пинцета и его применение в биологических системах, Муру и Стрикленд — за метод генерации высокоинтенсивных ультракоротких оптических импульсов.

В чём значение: комментирует старший научный сотрудник Института физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН, доцент НГУ, кандидат физико-математических наук Илья Бетеров:

— Нобелевская премия по физике в 2018 году была в очередной раз присуждена исследователям, специализирующимся в области лазерных технологий. Артур Эшкин — один из пионеров лазерной физики, имя которого уже многие десятилетия известно всем, кто работает в этой области. Его работы стали основой для многих методов нелинейной оптики, новых типов источников лазерного излучения. Открытие, которое отмечено Нобелевской премией, — создание оптического пинцета. Если сфокусировать лазерный луч линзой и поместить в фокус небольшой предмет (например, живую клетку), то можно перемещать клетку лучом как пинцетом. Эшкин продемонстрировал это в 1978 году. Идеи захвата микроскопических частиц лазерным излучением дали толчок дальнейшим исследованиям и развитию методов лазерного охлаждения и захвата атомов, которые были отмечены Нобелевской премией в 1997 году. Заслуги Эшкина не были тогда отмечены в полной мере. Сегодня оптические пинцеты используются как для манипуляций с биологическими объектами, так и для захвата отдельных атомов. Физики научились создавать упорядоченные массивы отдельных атомов, которые могут стать основой квантовых процессоров. Такие работы ведутся сейчас в том числе и в ИФП СО РАН. В то же время именно перемещение биологических объектов отмечено в формулировке Нобелевского комитета. Поэтому присуждение Нобелевской премии Эшкину можно считать несколько запоздалым торжеством справедливости.

Жерар Муру и Донна Стрикленд получили вторую половину Нобелевской премии за работы по генерации сверхкоротких и мощных лазерных импульсов. Сверхкороткие лазерные импульсы — один из фантастических инструментов современной спектроскопии. Такие импульсы позволяют, например, наблюдать колебания молекул в режиме реального времени. С их помощью можно получать высочайшие интенсивности излучения, поскольку вся энергия лазерного импульса концентрируется на очень коротком промежутке времени. В результате возникают колоссальные электрические поля, которые могут очень сильно влиять на свойства среды, с которой они взаимодействуют. В то же время получать такие импульсы чрезвычайно сложно. Муру и Стрикленд разработали методы, позволяющие «сжать» расползающийся во времени лазерный импульс. Сейчас генерация и применение сверхкоротких лазерных импульсов — отдельная область лазерных технологий, и разработанные Муру и Стрикленд методы повсеместно в ней используются. Следует отметить, что это тоже классические работы, выполненные в середине 1980-х годов, признание к которым тоже в полной мере пришло сейчас, по мере развития лазерной техники. Импульсные лазерные системы активно разрабатываются и исследуются сибирскими физиками, работающими в Институте лазерной физики СО РАН, Институте автоматики и электрометрии СО РАН и Новосибирском государственном университете.

Когда объявлено: 3 октября.

Кто получил: Френсис Арнольд (США), Джордж Смит (США), Грег Уинтер (Великобритания).

За что: Арнольд — за исследование эволюции ферментов, Смит и Уинтер — за исследования в области пептидов и антител.

В чём значение: комментирует заведующий лабораторией белковой инженерии НГУ, научный руководитель стратегической академической единицы "Синтетическая биология" НГУ, доктор биологических наук Дмитрий Жарков:

— Смит и Уинтер получили премию за изобретение метода фагового дисплея, с помощью которого очень удобно проводить направленную эволюцию. Таким способом можно создавать белки, которые чем-то связываются — например, аналоги антител, которые используются в иммуноферментном анализе для выявления различных патогенов. Специалисты в России не только работают по этому направлению, но и метод фагового дисплея практически одновременно с лауреатами 2018 года был предложен в Кольцово группой доктора биологических наук Александра Ильичёва. По этому методу работает лаборатория доктора биологических наук Нины Тикуновой в Институте химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН, а в Москве — группа академика Александра Габибова. Габибов на основе метода фагового дисплея делал искусственные белки, которые разрушают фосфороорганические пестициды или отравляющие вещества.

А Френсис Арнольд вместе с коллегами, которые не дожили до получения премии, предложила идею того, что в пробирке можно в какой-то мере воспроизвести миллиарды лет эволюции, в течение которых из поколения в поколение наши ферменты понемногу улучшались. В живой природе поколения живут долго, а в пробирке этот процесс можно смоделировать гораздо быстрее. Допустим, у нас есть природный белок, который превращает вещество А в вещество В, а мы хотим, чтобы вместо вещества В было вещество С с некоторыми отличиями от В. Мы можем случайным образом внести в наш белок замены, просмотреть их, выбрать вариант белка, который хоть в малейшей степени, но делает то, что нам нужно, потом в этот вариант внести другие случайные изменения — и так постепенно получить нужные нам свойства. Сама Арнольд применяла эти методы для многих целей, а для пользы человека таким образом получают белки, которые входят в состав стиральных порошков, хорошо отмывающих белковые загрязнения, средств для очистки контактных линз, используются для получения биотоплива из сахаров.

Когда объявлено: 8 октября.

Кто получил: Уильям Нордхаус, Пол Ромер (США).

За что: Нордхаус — за внедрение проблем изменения климата в экономический анализ, Ромер — за исследования причин экономического роста

В чём значение: комментирует кандидат экономических наук, доцент кафедры финансового рынка и финансовых институтов НГУЭУ Эдуард Коложвари:

— Американские учёные — традиционные фавориты Нобелевской премии по экономике. В силу архитектуры оценки российским экономистам получить её практически невозможно. Как правило, лауреатами в данной отрасли знания становятся возрастные учёные: экономические гипотезы подтверждаются годами, перерождаясь в материалы для обучения студентов и алгоритмы работы реального сектора экономики.  Речь идёт об учёных, действительно определяющих структуру научной мысли.

Результаты этого года — тому подтверждение. Суть исследования Нордхауса — в изучении многофакторного влияния природы, климатических факторов на экономику. Учёный награждён за интеграцию этих исследований в долгосрочное макроэкономическое прогнозирование. Его научные идеи нашли своё отражение в некоторых политических инициативах — к примеру, введении налога на выбросы углерода. Стоит отметить, что и наши студенты учатся по учебникам американского исследователя, ставшими одними из самых популярных в мире.

Философия исследования Пола Ромера — выявление природы возникновения инноваций, понимание, способен ли рыночный механизм их создавать. Учёный смог доказать, что институционально благополучная экономика определяет готовность фирм создавать новые идеи и инновации. Они рождаются там, где есть естественные условия, а не где они формируются искусственно.

Кто получил: премия в 2018 году не присуждена.

Почему так получилось: В ноябре 2017 года французский фотограф и арт-директор стокгольмского литературного клуба Forum Жан-Клод Арно был обвинён в сексуальных домогательствах. В ходе расследования заявлений от 18 женщин выяснилось, что фотограф несколько раз раскрывал имена нобелевских лауреатов по литературе до их официального объявления. Узнавать секретную информацию ему помогали семейные связи: супруга Арно Катарина Фростенсон являлась членом Шведской академии, которая и определяет лауреатов. После скандала Фростенсон покинула академию. В отставку ушли и ещё несколько членов организации. В мае Нобелевский комитет сообщил, что премию вручать в этом году не будет, а в 2019 году будут объявлены лауреаты сразу за два года. Ранее премия по литературе не присуждалась семь раз, причём последние четыре раза — в связи со Второй мировой войной, с 1940-го по 1943 год. Однако не исключено, что и в следующем году имён новых лауреатов мы не узнаем.

Нобелевскую премию мира в 2018 году разделили хирург Дени Муквеге (Демократическая Республика Конго) и правозащитница, бывшая пленница запрещённой в России террористической группировки «Исламское государство», Надя Мурад (Ирак) — за усилия «по прекращению использования сексуального насилия в качестве орудия войны и вооружённых конфликтов». Имена лауреатов были названы 5 октября.

Артур Эшкин, родившийся в 1922 году, стал самым возрастным лауреатом Нобелевской премии на момент присуждения. Также в 2018 году поставлен рекорд самого большого возрастного интервала между нобелиатами одного года: 71 год разницы в возрасте между Артуром Эшкином (96 лет) и родившейся в 1993 году Надей Мурад (25 лет).

 Подготовил Виталий СОЛОВОВ