Επιστήμονες κέρδισαν το βραβείο Νόμπελ για την ανακάλυψη του ιού της ηπατίτιδας C

Καθώς ολόκληρος ο κόσμος υπολογίζει την πανδημία του COVID-19, έχει γίνει σαφές πόσο κρίσιμος μπορεί να είναι ο εντοπισμός νέων ιών. Εξάλλου, το πρώτο πρόβλημα που πρέπει να λύσουμε όταν αντιμετωπίζουμε μια νέα ασθένεια είναι να αποκαλύψουμε το παθογόνο που την προκαλεί. Μόνο τότε μπορούν οι επιστήμονες να αρχίσουν να χαρακτηρίζουν τη μετάδοσή του και να μάθουν πώς να το σταματήσουν.

Το Νόμπελ Φυσιολογίας ή Ιατρικής 2020 δόθηκε σε τρεις επιστήμονες που έδωσαν μια παρόμοια μάχη πριν από δεκαετίες - μια που οδήγησε στην ανακάλυψη του ιού της ηπατίτιδας C. Ο Harvey J. Alter των Εθνικών Ινστιτούτων Υγείας των ΗΠΑ, ο Michael Houghton από το Πανεπιστήμιο της Αλμπέρτα και ο Charles M. Rice του Πανεπιστημίου Rockefeller εντόπισαν το ιικό παθογόνο RNA που ευθύνεται για αυτή τη σοβαρή μορφή ηπατικής φλεγμονής, η οποία ταλαιπωρεί περισσότερους από 70 εκατομμύρια ανθρώπους γύρω. παγκοσμίως, είναι η κύρια αιτία καρκίνου του ήπατος και ευθύνεται για περισσότερους από 400.000 θανάτους ετησίως.

Στη δεκαετία του 1960, οι ερευνητές έγιναν μάρτυρες ενός ανησυχητικού -και αυξανόμενου- αριθμού περιπτώσεων χρόνιας ηπατίτιδας σε ασθενείς που είχαν λάβει πολλαπλές μεταγγίσεις αίματος ή άλλες θεραπείες που προέρχονταν από δωρεά αίματος. Μέρος του παζλ λύθηκε το 1967, όταν ο γιατρός-επιστήμονας Baruch Blumberg εντόπισε τον ιό της ηπατίτιδας Β ως αιτία. (Το 1976, ο Blumberg τιμήθηκε με το βραβείο Νόμπελ για αυτήν την ανακάλυψη.)

Αλλά γρήγορα έγινε φανερό ότι η ηπατίτιδα Β δεν ήταν ο μόνος υπεύθυνος ιός, ούτε καν ο πρωταρχικός. Στα μέσα της δεκαετίας του 1970, αυτό παρακίνησε τον Alter, έναν από τους συναδέλφους του Blumberg στο NIH, να καταλάβει τι έπρεπε να ψάξουν οι επιστήμονες. Μέσω προσεκτικού ελέγχου και δοκιμών, διαπίστωσε ότι οι περιπτώσεις που παρατηρήθηκαν δεν μπορούσαν να εξηγηθούν από γνωστούς ιούς (συμπεριλαμβανομένου του ιού της ηπατίτιδας Α, μιας άλλης προηγουμένως ανακαλυφθείσας πηγής ηπατικής λοίμωξης που μεταδίδεται μέσω μολυσμένων τροφίμων και νερού). Μέσα από μια σειρά πειραμάτων μετάγγισης, ο Alter διαπίστωσε ότι ο μολυσματικός παράγοντας μεταδόθηκε μέσω του αίματος και ήταν πιθανό να είναι ιικός.

Αυτό σήμαινε ότι οι επιστήμονες έπρεπε να απομονώσουν και να χαρακτηρίσουν τον ιό. Ωστόσο, την επόμενη δεκαετία, το άπιαστο παθογόνο ματαίωσε κάθε προσπάθεια αναγνώρισής του.

Το 1988, ωστόσο, ο Houghton και οι συνάδελφοί του Qui-Lim Choo και George Kuo στην εταιρεία βιοτεχνολογίας Chiron κατάφεραν τελικά να κλωνοποιήσουν τον ιό, χρησιμοποιώντας μια νέα μοριακή προσέγγιση για να το κάνουν - κάτι που η επιτροπή του βραβείου Νόμπελ περιέγραψε ως επικίνδυνη προσπάθεια. «Το ότι αυτό θα λειτουργούσε δεν ήταν προφανές», είπε η Gunilla Karlsson Hedestam, καθηγήτρια ανοσολογίας στο Ινστιτούτο Karolinska, στην ανακοίνωση που εξέδωσε σήμερα το πρωί. Ωστόσο, κόντρα στις πιθανότητες, οι ερευνητές κατάφεραν να απομονώσουν έναν μόνο κλώνο που ταίριαζε με αυτό που παρατηρήθηκε στο αίμα των ασθενών:ένα παθογόνο που έγινε γνωστό ως ο ιός της ηπατίτιδας C. Αυτό επέτρεψε στον Houghton και την ομάδα του να αναπτύξουν μια εξέταση αίματος για να εντοπίσουν το μολυσμένο αίμα και να το αφαιρέσουν από τα αποθέματα μετάγγισης.

Τέλος, ο Ράις χρησιμοποίησε τεχνικές γενετικής μηχανικής για να αποδείξει οριστικά ότι ο ιός της ηπατίτιδας C ήταν η μοναδική αιτία της ηπατικής νόσου μετά τη μετάγγιση που προσπαθούσαν να εξηγήσουν οι ερευνητές.

Με αυτή τη γνώση στο χέρι, οι επιστήμονες είχαν τα θεμέλια που χρειάζονταν για να αναπτύξουν αποτελεσματικά προγράμματα προσυμπτωματικού ελέγχου και θεραπείες φαρμάκων. Οι ανακαλύψεις όχι μόνο έσωσαν εκατομμύρια ζωές και «δημιούργησαν ελπίδες ότι ο ιός της ηπατίτιδας C μπορεί να ελεγχθεί και τελικά να εξαλειφθεί», είπε ο Karlsson Hedestam. αποτελούν επίσης ένα «επίτευγμα ορόσημο στη συνεχιζόμενη μάχη μας κατά των λοιμώξεων από ιούς» — ένα επίτευγμα που συνεχίζεται σήμερα, σε νέες και ακόμη πιο εξελιγμένες μορφές.

Τι είναι η ηπατίτιδα;

Η ηπατίτιδα είναι μια φλεγμονή του ηπατικού ιστού που προκαλείται συχνότερα από ιογενή λοίμωξη (αν και έχει επίσης εντοπιστεί σε κατάχρηση ναρκωτικών και αλκοόλ, αυτοάνοσες διαταραχές και άλλους παράγοντες). Ενώ υπάρχουν πέντε στελέχη του ιού της ηπατίτιδας — τύποι Α έως Ε — η ηπατίτιδα Β και C ιδιαίτερα είναι γνωστό ότι προκαλούν χρόνιες ασθένειες και, σύμφωνα με τον Παγκόσμιο Οργανισμό Υγείας, είναι οι πιο συχνοί παράγοντες που συμβάλλουν στην κίρρωση του ήπατος και τον καρκίνο.

Τι είναι ο ιός της ηπατίτιδας C;

Ο ιός της ηπατίτιδας C (HCV) είναι ένας σφαιρικός, περικαλυμμένος, μονόκλωνος ιός RNA που ανήκει στους Flaviviridae οικογένεια ιών, η οποία περιλαμβάνει τους ιούς που προκαλούν τον δάγκειο πυρετό, τον Ζίκα, τον Δυτικό Νείλο και τον κίτρινο πυρετό. Μεταδίδεται μέσω της έκθεσης σε μολυσμένο αίμα, όπως μέσω μεταγγίσεων, κοινών βελόνων για ενέσιμα φάρμακα (η πιο κοινή αιτία του HCV σήμερα) και ακατάλληλα αποστειρωμένου εξοπλισμού. Μπορεί επίσης να μεταδοθεί από τη μητέρα στο παιδί κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης και υπάρχει πολύ χαμηλός κίνδυνος μόλυνσης μέσω της σεξουαλικής επαφής. Επειδή ο ιός μεταλλάσσεται γρήγορα και έχει αρκετούς γονότυπους - επτά έχουν ταυτοποιηθεί μέχρι σήμερα - καθώς και δεκάδες υποτύπους, αποτελεί στόχο αποφυγής για το ανοσοποιητικό σύστημα και η ανάπτυξη ενός εμβολίου έχει αποβεί άκαρπη μέχρι στιγμής. Ωστόσο, η εργασία των νικητών του σημερινού βραβείου Νόμπελ και άλλων ερευνητών κατέστησε δυνατή την αποτελεσματικότητα του προσυμπτωματικού ελέγχου και της θεραπείας.

Πώς ο HCV προκαλεί νόσο;

Ο HCV ταξιδεύει μέσω της κυκλοφορίας του αίματος ενός ατόμου στο ήπαρ, όπου συνδέεται με τους υποδοχείς του ξενιστή στην επιφάνεια των ηπατοκυττάρων ή των ηπατικών κυττάρων. Μόλις ο ιός εισέλθει στα κύτταρα, αναπαράγεται γρήγορα. Σύμφωνα με ορισμένες εκτιμήσεις, ο HCV θα μπορούσε ενδεχομένως να δημιουργήσει τρισεκατομμύρια αντίγραφα του εαυτού του σε μια μέρα. Όταν το ανοσοποιητικό σύστημα ανιχνεύει αυτά τα μολυσμένα κύτταρα, ξεκινά μια απόκριση για την καταστροφή τους, η οποία επιβραδύνει την παραγωγή του ιού — αλλά με κόστος σημαντικής φλεγμονής. Αν αφεθεί χωρίς θεραπεία για μήνες ή χρόνια, αυτή η φλεγμονή μπορεί να οδηγήσει αθόρυβα στο σχηματισμό ουλώδους ιστού στο ήπαρ, ο οποίος σταδιακά υποβαθμίζει την ικανότητα του ήπατος να φιλτράρει και να αποτοξινώνει το αίμα. Οι επιστήμονες εξακολουθούν να προσπαθούν να ξεμπερδέψουν πόσο μεγάλο μέρος της βλάβης από την ηπατίτιδα C προκαλείται από την ανοσολογική απόκριση έναντι του ιού και όχι από τον ίδιο τον ιό.

Γιατί ήταν τόσο δύσκολο να απομονωθεί και να αναγνωριστεί ο HCV;

Μια δυσκολία ήταν ο κίνδυνος που αποτελούσε η ηπατίτιδα C για τους ερευνητές, οι οποίοι έπρεπε να δείξουν μεγάλη προσοχή όταν εργάζονταν με αυτήν. Επίσης, επειδή η ηπατίτιδα C ήταν αρχικά γνωστή μόνο ως ανθρώπινη ασθένεια, οι ερευνητές δεν είχαν ένα ζωικό μοντέλο για να εκτελέσουν πειράματα. Τελικά, διαπιστώθηκε ότι θα μπορούσαν να μολυνθούν και οι χιμπατζήδες. Αλλά ένα πιο διαρκές πρόβλημα ήταν ότι ο ιός ήταν παρών σε τόσο μικροσκοπικές συγκεντρώσεις στο αίμα των ασθενών — παρά το γεγονός ότι ήταν εξαιρετικά μολυσματικός — που οι παραδοσιακές ανοσολογικές μέθοδοι εύρεσης και αναγνώρισης του ιού ήταν αναποτελεσματικές.

Πώς οι ερευνητές απομόνωσαν τελικά τον HCV;

Αφού ο Alter και οι συνεργάτες του διαπίστωσαν ότι ένας άγνωστος ιός ήταν υπεύθυνος για την αιματογενή ηπατίτιδα που παρατηρούσαν σε ασθενείς με μετάγγιση, ο Houghton, μαζί με τους Choo και Kuo, προσπάθησαν να απομονώσουν τη γενετική αλληλουχία του παθογόνου. Εισήγαγαν θραύσματα DNA από το αίμα ενός μολυσμένου χιμπατζή σε βακτήρια σε μια προσπάθεια να παράγουν κλώνους του γενετικού υλικού του ιού, ώστε να μπορούν να συγκρίνουν αυτές τις αλληλουχίες με θραύσματα DNA που βρήκαν σε δείγματα αίματος από ανθρώπους.

Κάνοντας αυτό, στοιχημάτισαν ότι δύο πράγματα θα ίσχυαν:ότι ορισμένα από τα θραύσματα DNA που είχαν πάρει από τον χιμπατζή θα περιείχαν γενετικό υλικό από τον ιό (και όχι μόνο από τον ξενιστή του χιμπατζή) και ότι το ανθρώπινο αίμα θα περιέχουν αντισώματα κατά του ιού.

Είναι απίστευτο, όταν εξέτασαν 1 εκατομμύριο αποικίες βακτηρίων, βρήκαν ακριβώς έναν κλώνο που ταίριαζε:Φαινόταν ότι κωδικοποιεί πρωτεΐνες ιού. Μετά από περαιτέρω έρευνα, διαπίστωσαν ότι ο κλώνος προερχόταν από έναν νέο ιό στο Flaviviridae οικογένεια:HCV.

Πώς μοιάζει αυτή η διαδικασία σήμερα;

Η νέα προσέγγιση του ανοσοποιητικού ελέγχου των Houghton, Choo και Kuo ήταν μια εξαιρετικά επίπονη και χρονοβόρα διαδικασία όταν το δοκίμασαν κατά του HCV. Τώρα, με σημαντικές προόδους στις τεχνικές γενετικής αλληλούχισης, το κόστος και ο χρόνος προσδιορισμού αλληλουχίας και κλωνοποίησης DNA έχουν μειωθεί σημαντικά. «Οι μέθοδοι έχουν εξελιχθεί δραματικά από τις δεκαετίες του ’70 και του ’80», δήλωσε ο Πάτρικ Έρνφορς, βιοχημικός στο Ινστιτούτο Καρολίνσκα και μέλος της Επιτροπής Νόμπελ, στην σημερινή πρωινή ανακοίνωση. «Σήμερα, οι μαζικές τεχνολογίες παράλληλης αλληλουχίας και PCR έχουν αντικαταστήσει πολλές από τις πολύ κουραστικές και δυσκίνητες, δύσκολες μεθόδους που χρησιμοποιήθηκαν για την ανακάλυψη της ηπατίτιδας C».

Αυτή η ανάρτηση έχει ενημερωθεί με πρόσθετες λεπτομέρειες σχετικά με το βραβευμένο έργο.

Ο Roger Penrose, ο Reinhard Genzel και η Andrea Ghez κέρδισαν το Βραβείο Νόμπελ Φυσικής,