Každá bunka je malou továrňou na molekuly, ako sú hormóny, neurotransmitery, cytokíny, či enzýmy, ktoré musia byť transportovane do iných častí v rámci bunky, alebo mimo bunky. Dôležitú úlohu pri tomto transporte zohráva správne načasovanie a správne miesto.

A práve pochopenie týchto mechanizmov majú na svedomí tohtoroční laureáti v kategórii Fyziológia alebo medicína.

„Hoci som tipoval, že tohto roku dostanú Nobelovu cenu za fyziológiu alebo medicínu iní vedci, rozhodne sa výbor rozhodol správne. Transport látok v organizme a teda aj v jeho bunkách je kľúčový pre správne fungovanie fyziologických procesov,“ uviedol docent Peter Celec, ktorý pôsobí ako prednosta Ústavu molekulárnej biomedicíny Lekárskej fakulty na Univerzite Komenského.

Molekuly sú prepravované v malých mechúrikoch, ktorým sa hovorí vezikuly. Tie sú obklopené membránami. Fungujú ako akási kyvadlová doprava medzi jednotlivými časťami bunky, prípadne sa zlučujú s vonkajšími membránami bunky a tak posielajú svoj „náklad“ ďalej. Toto všetko sa musí diať v správny čas a na správnych miestach.

„Je dôležité, že ide o mimoriadne evolučne konzervatívne procesy, ktoré sú veľmi podobné aj na úrovni génov a bielkovín v princípe u všetkých eukaryotických buniek - čiže v kvasniciach, v rastlinách i u človeka,“ vysvetľuje Celec.

Ako, kde a kedy

Randy Schekman bol fascinovaný transportným systémom v bunkách a v sedemdesiatich rokoch sa rozhodol študovať ich genetický základ. Ako výskumný model využil kvasnice.

Uvedomil si, že vezikulárny transport v sebe ukrýva genetickú podstatu. Podarilo sa mu identifikovať tri triedy génov, ktoré kontrolujú rôzne aspekty transportného systému buniek.

James Rothman sa v osemdesiatich a deväťdesiatich rokoch zaujímal o transportné systémy buniek cicavcov. Zistil, že sú to proteíny, ktoré umožňujú vezikulám zlučovať sa s cieľovými membránami. V procese zlučovania sa proteíny vezikúl a membrán spolu akoby „zazipsujú“. Výber správneho miesta teda zabezpečuje skutočnosť, že zlučovanie proteínov si vyžaduje ich špecifickú kombináciu.

Thomasa Südhofa zase zaujímalo, ako spolu komunikujú nervové bunky v mozgu. Svojím výskumom sa dopátral k tomu,  že za správnym načasovaním transportného systému stoja ióny vápnika.  

Ďalekosiahle dôsledky zvedavosti

Aj keď išlo o teoretický výskum, práca týchto vedcov sa  môže stať dôležitým krokom na ceste k odhaleniu podstaty viacerých ochorení. Totižto predtým sme neboli schopní rozpoznať mechanizmy vo vnútri buniek,  bez ktorých znalosti nenájdeme účinnú imunitnú ochranu.

„Správna diagnostika a terapia v medicíne sú závislé od detailného pochopenia patofyziologických procesov, ktoré sú základom príslušnej choroby. Mnoho chorôb môže a v mnohých konkrétnych prípadoch aj je zapríčinených práve poruchami transportu látok,“ tvrdí Celec.  

Ako príklad uvádza diabetes mellitus, ktorý môže byť spôsobený zlyhaním transportu inzulínu v bunkách pankreasu, ktoré ho majú vylučovať. Poruchy transportu neurotransmitterov, môžu byť zase príčinou depresií, schizofrénie, či iných psychiatrických ochorení.

Výskum nobelistov je podľa Celeca dobrým príkladom toho, aké môže mať „výskum zo zvedavosti a bez priamej rýchlej aplikácie, ďalekosiahle dôsledky aj na biomedicínu.“

„Mnohí vedci sa teraz zameriavajú na podobné vezikuly zabezpečujúce transport látok, ale tentokrát medzi bunkami. Zistilo sa, že mnohé bielkoviny a nukleové kyseliny, ktoré sa nachádzajú v krvnej plazme a mysleli sme si, že sa tam dostali rozpadom buniek, sú v skutočnosti obalené v transportných vezikulách a že bunky môžu medzi sebou takouto formou komunikovať,“ dodáva.