Nobelpreis für Medizin an zwei US-amerikanische Wissenschaftler 'für ihre Entdeckungen von Rezeptoren für Temperatur und Berührung' verliehen

Die Nobelpreis für Medizin wurde am Montag an zwei in den USA ansässige Wissenschaftler verliehen, deren grundlegende Arbeiten die grundlegende Biologie enthüllten, die den Empfindungen von Temperatur und Berührung zugrunde liegt und den Weg für neue Schmerzbehandlungen ebnen könnte.

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David Julius, Vorsitzender der Abteilung für Physiologie an der University of California in San Francisco, wurde von seinem Telefon wachgerüttelt, das Nachrichten von seiner Schwägerin piepste, die von einem Fremden kontaktiert worden war, der seine Nummer suchte. Sie zögerte, seine Nummer herauszugeben, gab aber die Kontaktinformationen der Person an Julius weiter.

Ich dachte, es sei ein Streich, sagte Julius.

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Ardem Patapoutian, ein Neurowissenschaftler bei Scripps Research, sagte, sein Telefon sei im Nicht-Stören-Modus, sodass er in den Stunden vor Sonnenaufgang mehrere Anrufe aus Stockholm verpasst habe. Das Nobelkomitee konnte seinen 94-jährigen Vater erreichen, der schließlich durchkam.

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Ich habe das Vergnügen, es von meinem Vater zu hören, sagte Patapoutian. Das war wirklich besonders.

Die Wissenschaftler haben getrennt voneinander gearbeitet und ein grundlegendes Geheimnis über die Erfahrung des Menschseins gelüftet – wie einer der fünf Sinne funktioniert. In den späten 1990er Jahren verwendete Julius Capsaicin, den Inhaltsstoff, der Chilischoten den Kick verleiht, um den molekularen Rezeptor zu identifizieren, der das prickelnde Gefühl von Schärfe verursacht. Er und seine Kollegen fanden auch heraus, dass derselbe Rezeptor an der Empfindung schmerzhafter Hitze beteiligt ist.

Patapoutian entdeckte molekulare Sensoren, die Druck erkennen.

Diese Auszeichnung würdigt die Entdeckungen von Molekülen, die einige unserer vertrautesten und grundlegendsten Empfindungen vermitteln, sagte Michael Caterina, Professor für Neurochirurgie an der Johns Hopkins University School of Medicine, der Ende der 1990er Jahre als Postdoc in Julius 'Labor arbeitete.

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Ihre Arbeit zieht den Vorhang für die biologischen Schaltkreise zurück, die der Fähigkeit des Menschen zugrunde liegen, sicher zu navigieren und die Welt wahrzunehmen. Es legte auch den Grundstein für einen neuen Weg, potenzielle Medikamente zur Behandlung von Schmerzen zu finden, indem Tausende von Verbindungen untersucht und beobachtet wurden, wie sie mit den Rezeptoren interagieren, die diese Empfindungen auslösen.

Wenn man Schmerzen blockieren möchte, ist dies der Weg, dies auf sehr rationale Weise zu tun, sagte Walter Koroshetz, Direktor des National Institute of Neurological Disorders and Stroke, das beide Wissenschaftler finanziell unterstützt hat.

Um zu verstehen, warum Chilischoten den Mund brennen können, hat Julius nach dem Gen gesucht, das für das Kribbeln verantwortlich ist. Es war eine seit langem bestehende Frage auf dem Gebiet der Schmerzen, aber schwer zu lösen gewesen. Teilweise, sagte Julius, hinkte das Verstehen anderen Sinnen hinterher, weil es schwieriger war herauszufinden, wo man anfangen sollte.

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Was wir „Somatosensation“ nennen, unser Schmerz- und Tastsinn, hinkte wirklich dem Verständnis anderer Sinne hinterher, sagte Julius. Die am Schmerz beteiligten Nervenfasern sind über Ihren ganzen Körper verteilt, nicht ein Organ, das Sie herausziehen können, wie ein Augapfel.

Julius entdeckte, dass ein Rezeptor auf Nervenzellen namens TRPV1 durch Capsaicin aktiviert wurde – und dass er auch durch schmerzhafte Hitze aktiviert wurde. Mit Menthol als Stimulus entdeckten Julius und Patapoutian dann einen Rezeptor für Kälte, TRPM8.

Julius identifizierte weiterhin die Rezeptoren hinter den Empfindungen mit anderen natürlich vorkommenden Verbindungen wie Schlangengift und Wasabi.

Um die Sensoren zu finden, die der Berührung zugrunde liegen, stocherte Patapoutian von Scripps Research mit einer winzigen Pipettenspitze in Zellen, um diejenigen zu finden, die mit einem elektrischen Signal reagierten.

Ich fand das periphere Nervensystem, den Tast- und Schmerzsinn, besonders interessant, weil es sich um Sensoren außerhalb des Gehirns handelte, sagte Patapoutian.

Patapoutians Arbeit konzentriert sich nun teilweise auf die Suche nach medizinischen Anwendungen seiner Erkenntnisse und insbesondere auf ein Symptom namens taktile Allodynie, das häufig bei Menschen auftritt, die an Fibromyalgie leiden. Schon ein leichter Druck auf die Haut kann für diese Patienten schmerzhaft sein. Patapoutian hat daran gearbeitet, die molekularen Sensoren hinter den Schmerzen zu entschlüsseln, in der Hoffnung, dass das Blockieren der Kanäle Linderung verschaffen könnte.

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Die Arbeit erklärt den Mechanismus hinter Erfahrungen, die für die menschliche Existenz so grundlegend sind, dass sie Philosophen seit Tausenden von Jahren verwirrt und fasziniert haben.

Stellen Sie sich vor, Sie laufen an einem Sommermorgen barfuß über ein Feld. Sie können die Wärme der Sonne, die Kühle des Morgentaues, eine streichelnde Sommerbrise und die feine Textur der Grashalme unter Ihren Füßen spüren, sagte Patrik Ernfors, Professor für Gewebebiologie am Karolinska-Institut in Stockholm. Diese Eindrücke, sagte er, seien alle durch Rezeptoren möglich, die nur durch die Arbeit von Julius und Patapoutian bekannt seien.

Eine der Herausforderungen, diese Rezeptoren mit Medikamenten anzusprechen, besteht darin, dass Schmerz ein kompliziertes und vielschichtiges Phänomen ist und eine grundlegende Schutzfunktion hat. Es ist verlockend, in die molekularen Wege einzugreifen, die dem Schmerz zugrunde liegen, da dies dazu beitragen könnte, Menschen vor Leiden zu schützen. Das vollständige Abschalten birgt jedoch die Gefahr, dass akute Schmerzen beseitigt werden, die den Menschen schützen, wie etwa das Verbrennen der Zunge bei einer heißen Tasse Kaffee.

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Nach anderthalb Jahren, in denen die Wissenschaft maßgeblich zur Bekämpfung einer Pandemie beigetragen hat, wurden die Mitglieder des Nobelkomitees gefragt, ob sie etwas gesehen hätten, das eines zukünftigen Nobelpreises würdig sein könnte.

Das mag eine relevante Frage sein, aber so arbeiten wir nicht wirklich, sagte Thomas Perlmann, Sekretär der Nobelversammlung und des Nobelkomitees, und stellte fest, dass die Beratungen des Komitees privat seien.