Inovații în terapia cancerului, fizica laserului și proteine ce pot rezolva problemele de natură chimică ale omenirii

În 2018, 12 noi laureaţi cu realizări importante pentru beneficiul umanităţii în domeniile medicină, fizică, chimie, pace şi economie au primit premiul Nobel, cele mai prestigioase distincţii din lumea ştiinţifică.

De la descoperiri în domeniul terapiei pentru cancer, fizica laserului, la dezvoltarea unor proteine care pot rezolva problemele chimice ale omenirii, realizările premiaţilor din 2018 includ combaterea crimelor de război precum şi integrarea inovaţiei şi schimbărilor climatice cu creşterea economică.

Terapie împotriva cancerului prin inhibarea răspunsului imun negativ

Imunologii James P. Allison (70 de ani) şi Tasuku Honjo (76 de ani) au câştigat Premiul Nobel pentru Fiziologie sau Medicină ”pentru descoperirea terapiei împotriva cancerului prin inhibarea răspunsului imun negativ”. Stimulând abilitatea inerentă a sistemului nostru imunitar de a ataca celulele tumorale, laureaţii de anul acesta ai Nobelului pentru Medicină au pus bazele unui principiu în totalitate nou pentru terapia împotriva cancerului.

Americanul James P. Allison a studiat o proteină, CTLA-4, care ”funcţionează ca un sistem de frânare în cadrul sistemului imunitar”. Cercetătorul a înţeles importanţa potenţialului eliberării acestei frâne şi activarea celulelor imunitare pentru atacarea tumorilor, dezvoltând acest concept în cadrul unei noi abordări pentru tratarea pacienţilor cunoscute sub numele de ”blocaj al punctului de control imun”. Experimentele sale de a bloca proteina CTLA-4 au obţinut rezultate pozitive încă din 1994. În 2010, un studiu clinic important a arătat efecte uimitoare la pacienţii cu melanom în stadiu avansat. La mai mulţi dintre aceştia, semnele cancerului au dispărut, scrie Agerpres.

În 1992, la câţiva ani înainte de descoperirea lui Allison, japonezul Tasuku Honjo a descoperit PD-1, o altă proteină care se găseşte pe suprafaţa celulelor T. Hotărât să-i afle rolul, i-a analizat cu meticulozitate funcţiile printr-o serie de experimente în laboratorul său de la Universitatea din Kyoto. Rezultatele au arătat că PD-1, într-un mod similar proteinei CTLA-4, funcţionează ca un inhibator al celulelor T, dar operează prin intermediul unui alt mecanism. Testele pe animale au demonstrat că blocajul PD-1 este, de asemenea, o strategie promiţătoare în lupta cu cancerul. Au urmat testele clinice, iar în 2012 un studiu esenţial a demonstrat în mod clar eficacitatea în tratamentul pacienţilor cu diferite tipuri de cancer.

Cercetările continuă

Cancerul ucide milioane de persoane în fiecare an şi reprezintă una dintre cele mai dificile provocări cu care se confruntă umanitatea. Printre terapiile disponibile se numără chirurgia, radioterapia, precum şi alte strategii, unele dintre acestea recompensate în trecut cu premii Nobel: tratamentul hormonal în cazul cancerului de prostată (Huggins, 1966), chimioterapia (Elion şi Hitchins, 1988) , transplantul de măduvă osoasă în cazul leucemiei (Thomas, 1990). Tratamentul pe baza sistemul de frânarea al proteinelor CTLA-4 şi PD-1 a schimbat soarta anumitor categorii de pacienţi cu cancer avansat, însă, la fel ca în cazul altor terapii împotriva cancerului, efectele secundare, cauzate de răspunsul hiperactiv al sistemului imunitar, pot fi severe. Cercetarea continuă pentru elucidarea mecanismelor, îmbunătăţirea terapiilor şi diminuarea efectelor secundare.

Invenţii revoluţionare în domeniul fizicii laserilor

Cercetătorul american Arthur Ashkin şi echipa formată din Gérard Mourou (Franţa) şi Donna Strickland (Canada) au primit Premiul Nobel pentru Fizică ”pentru invenţii revoluţionare în domeniul fizicii laserilor”, obiecte de dimensiuni extrem de reduse şi procese incredibil de rapide care sunt puse acum într-o nouă lumină. Donna Strickland a devenit cea de-a treia femeie din istorie laureată cu Premiul Nobel pentru Fizică, după Marie Curie şi Maria Goeppert-Mayer.

Cercetătorul Arthur Ashkin a inventat pensete optice care pot prinde, cu extremităţile lor din raze laser, particule, atomi, virusuri şi alte celule vii. Acest instrument inovator i-a permis lui Ashkin să realizeze un vis mai vechi al literaturii SF: folosirea presiunii radiaţiilor luminii pentru a deplasa obiecte fizice. Cercetătorul a reuşit, cu ajutorul luminii laser, să împingă mici particule înspre centrul razei şi să le ţină acolo. O realizare importantă s-a produs în 1987, când Ashkin a folosit pensetele pentru a capta bacterii vii fără să le distrugă.

Milioanele de operaţii chirurgicale oftalmologice

Gérard Mourou şi Donna Strickland au fost apreciaţi de comitetul Nobel pentru ”metoda lor de generare a impulsurilor optice ultrascurte şi de înaltă intensitate”. Folosind o abordare ingenioasă, cei doi au reuşit să creeze impulsuri ultra-scurte de intensitate înaltă fără să distrugă mediul de amplificare. La început, au dilatat impulsurile laser în timp pentru a le reduce puterea maximă, după care le-au amplificat, iar în final le-au comprimat. Dacă un impuls este comprimat în timp şi devine mai scurt, atunci mai multă lumină este aglomerată în acelaşi spaţiu restrâns, iar intensitatea pulsaţiei creşte semnificativ. Tehnica inventată de Strickland şi Mourou, denumită ”amplificarea răspunsurilor scurte” sau CPA a devenit în curând o metodă standard în cazul laserele de intensitate mare. Utilizările acesteia include milioanele de operaţii chirurgicale oftalmologice corective realizate în fiecare an folosind tehnologia laser

„Revoluţie bazată pe evoluţie”

Cercetătoarea americană Frances H. Arnold (de la California Institute of Technology, Pasadena) şi o echipă formată din oamenii de ştiinţă George P. Smith (University of Missouri, Columbia, SUA) şi Gregory P. Winter (MRC Laboratory of Molecular Biology, Cambridge, Marea Britanie) au fost desemnaţi câştigătorii Premiului Nobel pentru Chimie pe anul 2018 ”pentru o revoluţie bazată pe evoluţie”. Laureaţii au ”preluat controlul evoluţiei şi au utilizat aceleaşi principii – modificarea genetică şi selecţia – pentru dezvoltarea unor proteine ce rezolvă problemele de natură chimică ale omenirii”.

Frances Arnold a condus în 1993 prima evoluţie controlată a enzimelor, proteine care catalizează reacţiile chimice. De atunci, cercetătoarea a lucrat la rafinarea metodelor care sunt acum folosite în mod curent pentru a dezvolta noi catalizatori. Aplicaţiile enzimelor produse prin evoluţia controlată includ procese de producţie mai prietenoase cu mediul utilizate în industria farmaceutică precum şi în producţia de combustibili regenerabili pentru un sector al transporturilor mai ecologic. Frances H. Arnold a devenit a cincea femeie care câştigă Premiul Nobel pentru Chimie, acordat pentru prima oară în 1901, după Marie Curie (1911), Irene Joliot-Curie (1935), Dorothy Crowfoot Hodgkin (1964) şi Ada E. Yonath (2009).

George Smith a dezvoltat în 1985 o metodă prin care un microorganism bacteriofag – un virus care infectează bacteriile – poate fi utilizat pentru a dezvolta noi proteine. Gregory Winter a utilizat această tehnică pentru obţinerea de noi produse farmaceutice. Primul care are la bază această metodă se cheamă ”adalimumab”, a fost aprobat în 2002 şi se întrebuinţează în tratamentul artritei reumatoide, psoriazisului şi a bolilor inflamatorii intestinale.În prezent, metoda contribuie la producţia de anticorpi ce pot neutraliza toxine, contracara boli autoimune sau pot contribui la vindecarea metastazelor.

Lupa împotriva folosirii violenţei sexuale ca armă de război

Medicul congolez Denis Mukwege şi Nadia Murad, activistă yazidi pentru drepturile omului, victimă a sclaviei sexuale la care a recurs gruparea Stat Islamic, au obţinut premiul Nobel pentru Pace „pentru eforturile lor de a pune capăt folosirii violenţei sexuale ca armă de război în conflictele armate”. ”Ambii laureaţi au o contribuţie esenţială la concentrarea atenţiei asupra crimelor de război şi asupra combaterii acestora”, se arată în motivaţia Comitetului Nobel norvegian.

Denis Mukwege (63 de ani), medic ginecolog care tratează victimele violenţei sexuale în RD Congo, conduce spitalul Panzi din oraşul Bukavu, în estul ţării. Deschisă în 1999, clinica tratează mii de femei în fiecare an, dintre care multe au nevoie de intervenţii chirurgicale în urma violenţelor sexuale. „Vedem astăzi, din păcate, că există o cultură a impunităţii care funcţionează în multe zone de conflict şi care îi vizează pe cei care comit violenţe sexuale”, a declarat Mukwege într-un interviu din luna octombrie acordat Thomson Reuters Foundation. „Cred că omenirea are puterea să impună această limită, să vegheze ca folosirea violului pe post de armă de război să fie complet interzisă”, a spus medicul.

Nadia Murad (25 de ani) militează pentru drepturile minorităţii yazidi din Irak şi pentru drepturile femeilor şi ale refugiaţilor în general. Ea s-a aflat printre cele aproximativ 3.000 de adolescente şi femei yazidi victime ale violurilor şi altor abuzuri comise de combatanţii Statului Islamic la Mosul (nordul Irakului), începând din 2014.

Contribuţii esenţiale referitoare la cauzele şi consecinţele inovaţiei tehnologice şi ale schimbărilor climatice

Nobelul pentru Economie, instituit în anul 1968 de către Banca Centrala a Suediei spre deosebire de celelalte premii create de Fundaţia Nobel, a fost decernat americanilor William Nordhaus (Universitatea Yale) şi Paul Romer (NYU Stern School of Business), care „au proiectat metode de rezolvare a unora dintre cele mai importante şi mai presante probleme ale timpurilor noastre: creşterea sustenabilă pe termen lung a economiei globale şi bunăstarea populaţiei lumii”. Cei doi economişti au fost apreciaţi pentru contribuţiile lor esenţiale în domeniul cauzelor şi consecinţelor inovaţiei tehnologice şi al schimbărilor climatice precum şi pentru lărgirea semnificativă a scopului analizei economice prin construcţia de modele care explică interacţiunea dintre economia de piaţă natură şi cunoaştere.

Conexiunile dintre societate şi natură

William Nordhaus s-a ocupat de schimbările climatice. Concluziile studiilor se referă la conexiunile dintre societate şi natură. Nordhaus a început să analizeze aceste probleme în anii ’70, când oamenii de ştiinţă au devenit din ce în ce mai îngrijoraţi de efectul combustibililor fosili asupra încălzirii planetei. La mijlocul anilor ’90, economistul a creat, pentru prima dată, un model de evaluare integrat, care descrie interdependenţa globală între economie şi climă. Paradigma sa integrează teorii şi rezultate empirice din fizică, chimie şi economie. Modelul creat de Nordhaus este larg răspândit în prezent şi este folosit pentru a simula modul în care economia şi clima se pot influenţa reciproc în procesul dezvoltării sau al evoluţiei.

Paul Romer a demonstrat modul în care cunoaşterea poate funcţiona ca motor al creşterii economice pe termen lung. Când, de-a lungul mai multor decenii, se cumulează un avans al PIB-ului de câteva procente, vieţile oamenilor se schimbă. Precedentele cercetări macroeconomice scoteau în evidenţă faptul că inovaţiile tehnologice sunt principalul motor al creşterii economice, dar ele nu prezentau modul în care deciziile economice şi condiţiile de pe pieţe determină crearea noilor tehnologii. Paul Romer a rezolvat această problemă demonstrând modul în care forţele economice guvernează disponibilitatea companiilor de a produce idei noi şi inovaţii. (Agerpres)