וויליאם קיילין מאוניברסיטת הרווארד, סר פיטר רטקליף מאוניברסיטת אוקספורד וגרג סמנזה מאוניברסיטת ג'ונס הופקינס, יקבלו פרס נובל ברפואה לשנת 2019, על תגליתם בתהליכי החישה של רמות חמצן בקרב התאים הנחוצים לקיום החיים. הפרס השנה מתחלק בין שלושתם באופן שווה.
השלושה חקרו את אופן ההסתגלות של תאים לרמות החמצן רלוונטיות למצבים כמו היריון סרטן וגם ריפוי פצעים. ועדת הפרס ציינה כי אמנם ידוע זה מכבר כי חמצן חיוני לקיום חיים, אך המנגנונים המולקולריים שקובעים כיצד בדיוק התאים מסתגלים כאשר אספקת החמצן יורדת או עולה נותרו תעלומה.
השלושה יזכו בפרס של 918,000 דולרים - כתשעה מיליון קרונות, ולחיצת יד ממלך שוודיה בטקס שייערך בשטוקהולם בדצמבר.
תאי הגוף מתאימים עצמם לרמות החמצן שבסביבתם ללא הרף. למשל במצב של דימומים כתוצאה מחתך חשים התאים ברמות חמצן ירודות, מזרימים תאי דם למקום ומייצרים כמויות גדולות של תאי דם נוספים כדי לפצות על המחסור. תהליך דומה מתרחש גם בזמן עלייה לגובה, כאשר ריכוז החמצן מידלדל, והגוף מייצר תאי דם נוספים שיאפשרו להעביר לרקמות הגוף את החמצן הנדרש. אחד הגורמים בגוף שמסייע לתהליך הזה הוא ההורמון אריתרופוייטין הנמצא בכליות: הורמון זה מופרש בעת תנאי עקה בגוף, והוא גורם ליצירת תאי דם חדשים. החוקרים מצאו כי ההורמון מופעל על ידי תהליך גנטי שבו מוגבר ביטויו של הגן להורמון אריתרופוייטין, ולמעשה "פוקד" עליו לדאוג ליצירת תאי דם דומים חדשים.
אחד החוקרים, גרג סמנזה, מצא כי חלבון בשם 1־HIF־אלפא חש במחסור בחמצן וביטויו גובר, בעוד שכאשר קיים חמצן בסביבת הרקמות, רמתו של חלבון זה יורדת. סמנזה גם הראה שהחלבון הזה הוא רגולטור שנוצר ללא הרף על ידי תאי הגוף, ונהרס כאשר רמות החמצן תקינות.
החוקרים הראו כיצד הגן, בשרשרת פעולות מורכבת, חש ברמות החמצן, מגביר את ביטויו כשרמות החמצן יורדות ונעלם כשרמות החמצן חוזרות להיות תקינות. החוקרים הראו שלמעשה קיימים כ־300 גנים בגוף המגיבים לירידה ברמות החמצן. כולם נשלטים על ידי אותו חלבון, ומסייעים לתאי הגוף הנמצאים במצוקה של חמצן להתאושש.
פעולה זו מתבצעת באינספור בעיות ומחלות בגוף, החל ממחלות דם, פציעות וכלה גם ביצירת העובר, התקפי לב ושבץ מוחי. התגלית של החוקרים הביאה לשינוי דרמטי בהבנה של מנגנונים רבים בגוף, והיא צפויה להשפיע במידה ניכרת על עולם הרפואה.
כבר עתה החלו ניסויים במטרה לפתח טיפולים ותרופות חדשות, אשר יתבססו על הפעלת אותם גנים החשים ברמות החמצן, ואמורים להוביל לתהליכי הריפוי הנדרשים בגוף.
