Premiul Nobel pentru Medicină: Cum a contribuit un vierme dintr-o specie unică la confirmarea unei descoperiri de excepție, care poate ajuta la vindecarea de maladii acum incurabile

Negată inițial de comunitatea științifică, cercetarea lui  Victor Ambros și a lui Gary Ruvkun despre microARN-uri este o dovadă de cum să fii credincios faptelor pe care le-ai descoperit. 

„Premiul Nobel pentru Fiziologie sau Medicină din 2024 a fost acordat lui Victor Ambros și Gary Ruvkun pentru descoperirea microARN-ului și pentru rolul acestuia în reglarea post-transcriere a genelor. O descoperire revoluționară care a dezvăluit un principiu complet nou de reglare a genelor, esențial pentru organismele multicelulare, inclusiv pentru oameni”, a anunțat Academia Suedeză de Științe.

Acum se știe că genomul uman codifică peste o mie de microARN-uri. MicroARN-urile se dovedesc fundamentale pentru modul în care organismele se dezvoltă și funcționează, se arată în comunicatul de presă care a însoțit decizia de decernare a Premiului Nobel celor doi cercetători americani. Iar înțelegerea rolului de reglare exercitat de MicroARN-uri deschide calea către soluții noi în industria sănătății. 

Caenorhabditis elegans, numele care avea să schimbe istoria științei

Victor Ambros și Gary Ruvkun, cei doi laureați Nobel pentru medicină de anul acesta, și-au început munca de cercetare împreună, din poziția de cercetători postdoctorali la MIT (Massachusetts Institute of Technology), în anii `80. Au derulat-o sub coordonarea lui Robert Horvitz, biologul american care avea, ulterior, să câștige Premiul Nobel pentru Medicină în anul 2002.

În laboratorul lui Horvitz, cei doi au studiat în premieră un specimen nevertebrat relativ modest, un vierme din specia Caenorhabditis elegans. Lungimea viermelui nu depășește un milimetru. 

În ciuda dimensiunilor reduse și a  trăsăturilor aparent primitive, specia posedă tipuri de celule specializate care se regăsesc la organisme mult mai complexe. Este vorba despre celule nervoase și musculare, ceea ce îl face un candidat perfect pentru investigarea modului în care țesuturile se dezvoltă și se maturizează în organismele multicelulare

Munca celor doi biologi s-a concentrat la acel moment pe tipurile de gene care controlează momentul activării diferitelor programe genetice. Acestea asigură dezvoltarea diferitelor tipuri de celule la momentul potrivit.

Ulterior, Ambros și Ruvkun au identificat două tulpini mutante, lin-4 și lin-14, care au prezentat defecte ale activării programelor genetice în timpul dezvoltării. Bizar a mai fost și faptul gena lin-4 părea a fi a inhibitor al genei lin-14. 

De asemenea, gena lin-4 producea și o moleculă de ARN neobișnuit de scurtă, care nu avea un cod pentru producerea de proteine. O descoperire surprinzătoare și care nu și-a găsit o explicație pe moment.

Mecanismul reglării genelor

Victor Ambros a continuat cercetarea tulpinii lin-4 în laboratorul său nou creat la Harvard Medical School. În același timp, Gary Ruvkun s-a concentrat pe studiul tulpinii lin-14 la Massachusetts General Hospital.

Atunci când și-au comparat rezultatele obținute în laborator, cei doi viitori laureați Nobel au realizat că se află în fața unei descoperiri de excepție, un nou principiu al reglării genelor, mediat de un tip necunoscut anterior de ARN, unul pe care l-au botezat microARN. 

Astfel de molecule cu rol de reglare, așa cum o sugerează însăși denumirea, nu prezintă decât 22-25 de nucleotide, comparativ cu moleculele de ARN mesager care pot avea mii de nucleotide. 

De ce descoperirea a fost neglijată

Ele au apărut de sute de milioane de ani, dar mecanismul lor de funcționare a fost necunoscut până la studiile lui Ambros și Ruvkun. Este mecanismul care a permis evoluția organismelor  din ce în ce mai complexe pe Terra. Practic, un veritabil motor al vieții multicelulare.

Și totuși, atunci când și-au publicat concomitent studiile, în 1993, Ambros și Ruvkun au fost întâmpinați cu reticență de comunitatea științifică, o comunitate care a preferat să păstreze tăcerea asupra descoperirilor lor. 

S-a considerat atunci că particularitățile scoase în evidență de cei doi biologi sunt unele specifice doar speciei C. elegans, fără a avea vreo însemnătate în organismele complexe, implicit la oameni. 

Percepția a început să se schimbe în anul 2000, atunci când cei doi cercetători au identificat un alt tip de microARN, o tulpină botezată let-7 care se regăsea în tot regnul animal. A fost punctul de plecare al unei munci de cercetare internaționale, care a condus la descoperirea a sute de variante de microARN.

O descoperire demnă de Premiul Nobel

Cercetările genetice realizate în ultimii 20 de ani au subliniat faptul că celulele și țesuturile nu se dezvoltă normal fără microARN. Mai mult, s-a descoperit că reglarea genetică a celulelor de către microARN este universală în toată organismele multicelulare.

Reglarea anormală de către microARN poate să conducă la cancer și au fost găsite mutații în genele care codifică microARN-uri la oameni, ce provoacă afecțiuni precum pierderea congenitală a auzului, tulburări ale ochilor și ale scheletului.

Vorbim practic despre o ramură a geneticii complet nouă, cu implicații uriașe în ceea ce înseamnă posibile viitoare tratamente împotriva unor boli considerate incurabile, premiată anul acesta cu Premiul Nobel.