В число Нобелевских лауреатах 2022 года вошел шведский ученый Сванте Пэабо — инициатор и новатор в развитии палеогенетики. Мы уже писали о его исследованиях: https://therapy.school/feed/laureaty-nobelevskoy-premii-2022-proryvnye-otkrytiya-v-farmakologii-i-genetike/

Примечательно, что на этой неделе (10 января) мир отмечает дату рождения его отца — Нобелевского лауреата по физиологии или медицине 1982 года — Суне Карла Бергстрёма — доктора медицины и биохимии, совместно с коллегами определившему основные химические свойства простагландинов.

Нобелевский комитет наградил доктора Бергстрёма за достижение «решающего прорыва в понимании химической структуры простагландинов», добавив: «Его открытия поставили метаболизм ненасыщенных жирных кислот в центр будущих исследований крови».

Награду Суне Бергстрём разделил со своим коллегой, биохимиком из Швеции Бенгтом Самуэльссоном и знаменитым британским фармакологом сэром Джоном Вейном, обнаружившим, что аспирин почти полностью блокирует выработку простагландинов, тем самым уменьшая лихорадку, боль и воспаление.

Статья посвящена основным вехам работы этих выдающихся ученых.

Суне Бергстрём родился 10 января 1916 в Стокгольме (Швеция). 

По окончании средней школы Суне Карл Бергстрём работал в Каролинском институте, где в качестве ассистента Эрика Йорпеса занимался исследованиями в области биохимии липидов и стероидов.

Йорпес был настолько впечатлен успехами и талантами Бергстрёма, что в 1938 году спонсировал его годовую исследовательскую работу над желчными кислотами в Лондонском университете — поскольку Каролинская лаборатория, в большей степени, специализировалась на исследованиях нуклеиновых кислот и пептидных гормонов.

В 1940 году Бергстрём уже самостоятельно получил шведско-американскую стипендию, которая позволила ему учиться в Колумбийском университете и работать в Институте медицинских исследований Сквибба в Нью-Джерси. Он вернулся в Швецию в 1942 году и через два года получил звание доктора медицины и биохимии в Каролинском институте.

Участие Бергстрёма в изучении простагландинов началось в 1945 году на собрании Физиологического общества Каролинского института, в котором он в ту пору преподавал и работал совместно с Ульфом фон Эйлером, также исследовавшим простагландины.

Фактически, истоки будущих работ по изучению простагландинов были заложены в 1930-х годах, когда фон Эйлер и британский фармаколог М. Гольдблатт независимо друг от друга обнаружили, что семенная жидкость и семенные пузырьки большинства животных, включая человека, содержат вещество, вызывающее сокращение гладкой мускулатуры полового члена и матки. Они назвали новый загадочный фактор простагландином.

Фон Эйлер спросил Бергстрёма, не заинтересован ли он в изучении некоторых из липидных «экстрактов» везикулярных желез овец, сохраненных ученым еще до войны. Используя противоточное экстракционное устройство Лаймана Крейга, Бергстрём смог очистить экстракт примерно в 500 раз более эффективно, чем это удавалось его коллегам.

Здесь важно отметить: после непродолжительной научной деятельности в Колумбийском и Базельском университетах Бергстрём стал профессором и заведующим кафедрой физиологической химии в Лундском университете на юге Швеции.

Одним из его аспирантов в Лунде и был доктор Бенгт Самуэльссон, который в будущем помогал ученому прояснить химические процессы, посредством которых организм производит и использует простагландины.

С помощью противоточного фракционирования и распределительной хроматографии к 1957 году Бергстрём смог выделить простагландины E1 и F1α. Год спустя он вернулся в Каролинский институт, в котором был назначен профессором химии.

Бергстрём перевез свою исследовательскую группу в Стокгольм. Самуэльссон получил степень доктора медицинских наук и степень доктора медицины в Каролинском институте. Бергстрём же был назначен деканом медицинского факультета, а позже — ректором института, в котором также находится Нобелевский комитет по физиологии или медицине.

Сотрудничество с Рагнаром Рихаге — создателем комбинированного газового хроматографа и масс-спектрометра — помогло ученым вывести структуры простагландинов E1, F1α и F1β.  Всего Бергстрём и его коллеги на основе масс-спектрометрической идентификации продуктов обработки простагландинов слабой кислотой или основанием выделили и определили структуру шести различных веществ данного класса.

Исследователи доказали, что простагландины, помимо мужских репродуктивных органов, встречаются во многих других тканях. Группа Бергстрёма обнаружила, что данные вещества образуются путем превращения ненасыщенных жирных кислот, прежде всего арахидоновой кислоты, а сами простагландины имеют фундаментальное значение для многих процессов, протекающих в организме здоровых и больных людей, благодаря чему метаболизм ненасыщенных жирных кислот вызвал большой интерес с точки зрения будущих открытий и исследований.

На основе работ Бергстрёма и его коллег к 1962 году была опубликована первая книга о структуре простагландинов.

После завершения текущей работы Самуэльссон стал научным сотрудником химическом факультете Гарвардского университета, где смог изучить теоретическую и синтетическую органическую химию. Он вернулся в Каролинский институт в качестве доцента медицинской химии и возобновил работу над простагландинами — в частности, более детально раскрыв механизм превращения 8, 11, 14-эйкозатриеновой кислоты в простагландин E1 и простагландин F1α.

В 1967 году Самуэльссон поступил на факультет Королевского ветеринарного колледжа в Стокгольме. В должности профессора медицинской химии он какое-то время изучал применение простагландинов в ветеринарии и животноводстве, а затем вернулся в Каролинский институт.

Бергстрём продолжал работу на базе Каролинской школы, где с 1963 по 1966 год был деканом медицинского факультета, а с 1969 по 1977 год — ректором института (позже на этом посту его сменил Самуэльссон).

В этот период «буквально сотни людей прибывали в Каролинский институт, чтобы поработать с командой Бергстрёма», — рассказывает Уильям Лэндс из Национального института изучения вопросов злоупотребления алкоголем, который работал с Бергстрёмом в 1967 году.

А Самуэльссон и Бергстрём продолжали исследовать простагландины и родственные соединения независимо друг на друга и на протяжении всей своей деятельности в качестве химиков-экспериментаторов.

Работы исследователей и их коллег доказывали, что простагландины являются гормоноподобными агентами, участвующими в процессах развития воспаление после травмы или болезни, влияющих на гибкость кровеносных сосудов, регулирующих сокращения матки, способствующих свертыванию крови, участвующих в передаче нервных импульсов, помогающих защитить организм от инфекций и регулирующих скорость метаболизма в различных тканях.

Открытие того, что простагландины вызывают сокращения матки, позволило исследователям в мае 1969 года провести первый терапевтический аборт с использованием простагландина.

Бергстрем участвовал и развивал клиническую практику, позволяющую использовать результаты работ, в частности — контролировал и проводил совместно с коллегами исследования, связанные со здоровьем женщин.

В 1970 году он стал одним из инициаторов проекта ВОЗ по репродукции человека, в результате которого была создана огромная сеть лабораторий и клинических центров. Это позволило ученым проводить многоцентровые исследования по использованию простагландинов во всем мире.

Последние годы своей практики Бергстрём посвятил укреплению материнского здоровья в Индии, где его в первую очередь интересовали возможности помощи женщинам с послеродовыми кровотечениями — одной из основных причин смерти во время родов.

Открытия Суне Карла Бергстрёма и его команды стали фундаментом развития новых подходов к лечению сердечных заболеваний, инсульта и язвы желудка, разработки анальгетиков и спазмолитических препаратов, эффективно облегчающих альгодисменорею, снимающих воспаление при мочекаменной и желчекаменной болезнях.

Благодаря работе Джона Вейна стало ясно, каким образом действует открытый ранее аспирин. Хотя в течение большей части века препарат широко применялся во всем мире, до тех пор, пока не была раскрыта биологическая активность простагландинов, ученые не знали, как работает аспирин.

Помимо Нобелевской премии по физиологии и медицине, врученной с формулировкой «за открытия, касающиеся простагландинов и родственных биологически активных веществ», исследования ученых были отмечены многочисленными наградами и почестями.

Работы доктора Самуэльссона удостоились премии А. Яреса в области медицины Университета Осло (1970 г.), премии Луизы Гросс Хорвиц Колумбийского университета (1975 г.), премии Альберта Ласкера в области медицинских исследований (1977 г.), премии Сиба-Гейги Дрю за биомедицинские исследования (1980 г.), премии Фонда Гэрднера (1981 г.), медали Брора Хольберга Шведского химического общества (1982 г.) и премии Авраама Уайта как выдающегося ученого (1991 г.).

Бергстрём также получил множество наград, в том числе премию Альберта Ласкера в 1977 году, премию Андерса Яре в области медицины Университета Осло в 1970 году и премию Луизы Гросс Хорвиц Колумбийского университета в 1975 году.

Многие исследования последующих лет и недавние находки ученых — например, о роли Toll-подобных рецепторов, вырабатывающих простагландины, в резорбции периодонтальной кости (https://www.jbc.org/article/S0021-9258(22)00043-6/fulltext), или  работы о потенциально новых мишенях воздействия в терапии нейровоспалительных и дегенеративных заболеваний (https://www.jbc.org/article/S0021-9258(20)36292-X/fulltext) — стали возможны благодаря работам выдающихся биохимиков XX века, раскрывшим истинную природу действия простагландинов на организм человека.

Источники материала:

·       https://www.jbc.org/article/S0021-9258(19)76743-X/fulltext

·       https://www.nytimes.com/2004/08/17/us/sune-bergstrom-biochemist-and-nobel-winner-dies-at-88.html

·       https://www.theguardian.com/news/2004/aug/18/guardianobituaries.health

·       https://www.jbc.org/article/S0021-9258(22)00043-6/fulltext

·       https://www.thelancet.com/journals/lancet/article/PIIS0140-6736(04)17009-8/fulltext

·       https://www.jbc.org/article/S0021-9258(20)36292-X/fulltext