Ireo telo nahazo ny loka Nobel momba ny Physiology na ny Fitsaboana 2019, William G. Kaelin, Jr., Gregg L. Semenza ary Sir Peter J. Ratcliffe dia efa nahazo ny loka Lasker 2016 momba ny fitsaboana fototra noho ny asany momba ny fahatsapana sy ny fampifanarahana ny sela. amin'ny hypoxia, ka tsy dia mahagaga loatra izany. Nahita sy namaritra ny molekiola fototra hypoxia-inducible 1 (HIF-1) izy ireo. Te hiverina any amin'ny niandohan'ny fandinihana isika ankehitriny, dia ny erythropoietin, na EPO, molekiola mahagaga.
Io no singa manan-danja indrindra amin'ny famokarana sela mena
Ny liomena no karazana selan-dra be indrindra ao amin'ny ra, ary izy ireo no fitaovana lehibe indrindra amin'ny fitaterana oksizenina sy gazy karbonika amin'ny ran'ny vertebrates. Ny erythrocytes dia miteraka ao amin'ny tsokan'ny taolana: ny cellule stem hematopoietika dia mivoatra voalohany ary misaraka ho razamben'ny selan-dra isan-karazany, ary ny progenitor erythroid dia afaka manavaka bebe kokoa sy matotra ho erythrocytes. Amin'ny toe-javatra mahazatra, dia ambany dia ambany ny taham-pamokarana erythrocyte amin'ny olombelona, fa ao anatin'ny adin-tsaina toy ny fandehanan-dra, ny hemolysis, ary ny hypoxia, dia azo ampitomboina hatramin'ny avo valo ny tahan'ny famokarana erythrocyte. Amin'ity dingana ity, ny erythropoietin EPO dia iray amin'ireo antony lehibe indrindra.
Ny EPO dia hormonina voaforona indrindra ao amin'ny voa. Ny toetrany simika dia proteinina glycosylated be. Nahoana no ao amin'ny voa? Manodidina ny iray litatra ny rà mikoriana ao amin’ny voa isa-minitra, mba hahafahan’izy ireo mamantatra haingana sy mahomby ny fiovan’ny oksizenina ao amin’ny ra. Rehefa ambany ny haavon'ny oksizenina ao amin'ny ra, dia mamaly haingana ny voa ary mamokatra EPO be dia be. Ity farany dia mivezivezy amin'ny lalan-drà mankany amin'ny tsokan'ny taolana, izay mampiroborobo ny fiovan'ny sela erythroid progenitor ho lasa liomena. Ny liomena efa matotra dia mivoaka avy ao amin'ny tsokan'ny taolana mankany amin'ny rafi-pitatitra mba hanatsarana ny fahafahan'ny vatana mifatotra amin'ny oksizenina. Rehefa mahatsapa ny fitomboan'ny oksizenina ao amin'ny ra ny voa, dia mampihena ny famokarana EPO izy ireo, izay mampihena ny habetsaky ny liomena ao amin'ny tsoka.
Izany dia mahatonga ny adjustment loop tonga lafatra. Na izany aza, ny olona miaina any amin'ny toerana avo sy ny sasany tsy fahampian-dra matetika tojo ny toetry ny ra ambany ambany oksizenina haavon'ny, izay tsy afaka hameno ny ambony mivezivezy sy mandrisika ny voa tsy tapaka secrete EPO, ka ny ra EPO fifantohana dia ambony noho ny olon-tsotra.
Naharitra 80 taona teo ho eo vao nahafantatra izany
Sahala amin'ny zava-baovao lehibe maro, ny fahatakaran'ny mpahay siansa momba ny EPO dia tsy mandeha tsara, misy fanontaniana sy fanamby eny an-dalana. Naharitra 80 taona teo ho eo ny foto-kevitry ny EPO ka hatramin'ny famaritana farany ny molekiola manokana.
Tamin’ny 1906, i Carnot sy Deflandre, mpahay siansa frantsay, dia nanindrona ny bitro ara-dalàna tamin’ny serumn’ny bitro tsy nety, ary nahita fa nitombo ny isan’ny liomena ao amin’ny plasman’ny bitro ara-dalàna. Nino izy ireo fa misy antony mahatsikaiky ao amin'ny plasma dia afaka mandrisika sy mandrindra ny famokarana liomena. Ity no prototype voalohany momba ny EPO. Indrisy anefa fa tsy naverina naverina indray ny vokatra tato anatin'ny am-polony taona maro tatỳ aoriana, indrindra satria tsy marina ny fanisana ny liomena vaovao.
Ny fanandramana parabiose nataon'i Reissmann sy Ruhenstroth-Bauer tamin'ny 1950 dia nanome porofo matanjaka. Nampifandraisin'izy ireo tamin'ny alalan'ny fandidiana ny rafi-pandevonan'ny voalavo velona roa, ka nametraka ny iray tao amin'ny tontolo hypoxic ary ny iray mifoka rivotra ara-dalàna. Vokatr'izany, ireo totozy roa ireo dia namokatra sela mena be dia be. Tsy isalasalana fa misy hormonina ao amin’ny lalan-dra izay mandrisika ny famokarana liomena, izay nahazoan’ny EPO ny anarany. Amin'ny lafiny iray, ny EPO dia tena saro-pady amin'ny hypoxia.
Inona ny molekiola EPO? Nila 30 taona ilay mpahay siansa amerikana Goldwasser vao nanazava ny olana teo amin'ny sehatry ny biochemical. Raha te hanao asa tsara ny mpiasa iray dia tsy maintsy maranitra aloha ny fitaovany. Ny asan'ny EPO dia ny manentana ny sela mena vaovao, saingytsy marina ny fanisan'ireto farany. Ny molekiola miasa manan-danja indrindra amin'ny sela mena dia ny hemôglôbinina misy heme, izay misy ion ferrous ao afovoany. Noho izany, ny ekipan'i Goldwasser dia nanamarika ny sela mena vao teraka miaraka amin'ny isotope vy radioaktifa ary namolavola fomba saro-pady hamantarana ny hetsika EPO. Izany dia ahafahana manasaraka sy manadio ny EPO (nanograms isaky ny milliliter) amin'ny santionan'ny tsiranoka biby. Saingy sarotra be ny fitokanana ny EPO. Nifindra avy amin'ny voa izy ireo ho amin'ny ranon-dra ho an'ny ondry tsy fahampiana, ho amin'ny fisotron'ny marary tsy ampy vy mafy noho ny otrikaretina hookworm, ary farany, tamin'ny 1977, dia nanadio 8 miligrama proteinina EPO olombelona avy amin'ny urine 2,550 litatra avy amin'ireo marary japoney voan'ny anemia aplastika.
Tamin'ny taona 1985, dia vita ny filaharana proteinina sy ny klonena fototarazo amin'ny EPO olombelona. Ny fototarazon'ny EPO dia manodinkodina polypeptide miaraka amin'ny residues amino 193, izay lasa proteinina matotra misy asidra amine 166 aorian'ny fametahana ny peptide famantarana mandritra ny sekretera, ary misy tranokala 4 ho an'ny fanovana glycosylation. Tamin'ny taona 1998, nodinihina ny rafitry ny vahaolana NMR an'ny EPO sy ny firafitry ny kristaly an'ny EPO sy ny complexe receptor. Amin'izao fotoana izao, ny olona dia manana fahatakarana intuitive indrindra momba ny EPO.
Hatramin'izao, ny fitsaboana amin'ny anemia dia matetika mitaky fampidiran-dra mba hamenoana ny tsy fahampian'ny liomena. Rehefa mianatra bebe kokoa momba ny EPO ny olona, dia nanamora ny olana ny fampidirana azy io mba hamporisihana ny famokarana sela mena ao amin'ny tsokany manokana. Saingy ny fanadiovana ny EPO mivantana avy amin'ny ranon'ny vatana, toy ny nataon'i Goldwasser, dia sarotra ary ambany ny vokatra. Ny famaritana ny proteinina EPO sy ny filaharan'ny fototarazo dia nahafahana namokatra EPO olombelona recombinant betsaka.
Orinasa biotechnologie antsoina hoe Applied Molecular Genetics (Amgen) no nanao izany. Amgen dia naorina tamin'ny 1980 miaraka amin'ny mpikambana fito monja, manantena ny hanao biopharmaceuticals miaraka amin'ireo teknika vao haingana momba ny biolojia molekiola. Ny interferon, ny hormone famotsorana ny fitomboana, ny vaksinin'ny hepatita B, ny fitomboan'ny epidermis dia anisan'ireo anarana mafana ao amin'ny lisitry ny tanjona, saingy tsy nisy nahomby ireo ezaka ireo. Mandra-pahatongan'ny taona 1985, Lin Fukun, mpahay siansa sinoa avy any Taiwan, Shina, dia nanao clone ny fototarazon'ny EPO olombelona, ary avy eo dia nahatsapa ny famokarana EPO synthetic tamin'ny alàlan'ny teknolojia rekombinan'ny ADN.
Ny EPO olombelona recombinant dia manana filaharana mitovy amin'ny proteinina EPO endogenous, ary manana fanovana glycosylation mitovy ihany koa. Mazava ho azy, ny EPO olombelona recombinant koa dia manana ny asan'ny EPO endogenous. Tamin'ny Jona 1989, ny vokatra voalohany avy amin'i Amgen, erythropoietin Epogen olombelona recombinant, dia nankatoavin'ny US FDA ho fitsaboana ny anemia vokatry ny tsy fahampian'ny renal mitaiza sy ny tsy fahampian-tsakafo amin'ny fitsaboana ny VIH. Nahatratra 16 tapitrisa dolara ny varotra Epogen tao anatin'ny telo volana monja. Tao anatin'ny roapolo taona manaraka, i Amgen dia nifehy ny tsenan'ny EPO olombelona. Epogen dia nitondra vola 2,5 miliara dolara tamin'ny Amgen tamin'ny taona 2010 fotsiny. Tamin'ny taona 2018, ny sandan'ny tsenam-bolan'i Amgen dia $ 128.8 lavitrisa, ka mahatonga azy io ho orinasa fahavalo lehibe indrindra eran-tany.
Tsara ny manamarika fa niara-niasa tamin'i Goldwasser tamin'ny voalohany i Amgen mba hanomezana proteinina EPO voadio ho an'ny filaharana, saingy tsy ela i Goldwasser sy Amgen dia nianjera noho ny tsy fitovian-kevitra. Goldwasser sy ny Anjerimanontolon'i Chicago, izay nanao fikarohana fototra, dia tsy nieritreritra mihitsy ny hanao patanty ny hormonina hitany, ary noho izany dia tsy nahazo na denaria iray ho an'ny fahombiazana ara-barotra goavana nataon'ny EPO.
Izany - ahoana no maha-stimulant azy
Rehefa miaina isika, dia miditra ao amin'ny mitochondria ao amin'ny sela ny oksizenina mba hitondra ny rojom-pisefoana ary hamokatra ATP be dia be, loharanon-kery lehibe ao amin'ny vatantsika. Tsy ampy ny liomena salama tsara ny olona anémika, ary ny vokany eo no ho eo dia ny tsy fahampian’ny oksizenina, izay mahatonga azy ireo ho reraka, mitovy amin’ny olana amin’ny fofonaina mandritra ny fotoana maharitra. Rehefa voatsindrona amin'ny EPO olombelona recombinant, ny vatan'ny marary anemia dia mamokatra sela mena bebe kokoa,mitondra oksizenina bebe kokoa, ary mamokatra kokoa ny molekiola angovo ATP, manamaivana ny soritr'aretina.
Na izany aza, ny mpiasa ara-panatanjahantena sasany dia nanomboka nieritreritra momba ny EPO olombelona recombinant. Raha ampiasaina ny hormone recombinant artifisialy amin'ny karazana EPO mba hamporisihana ny vatan'ny atleta hamokatra sela mena bebe kokoa, dia azo atao ny manatsara ny fahaizan'ny atleta mahazo oksizenina sy mamokatra molekiola angovo, izay afaka manatsara ny fahombiazan'ny atleta amin'ny fiaretana. hetsika toy ny hazakazaka am-bisikileta, hazakazaka lavitr'ezaka ary ski miampita firenena. Nasehon’ny gazety iray tao amin’ny Journal of Applied Physiology, tamin’ny 1980, fa afaka mampitombo 34 isan-jato ny fiaretan’ny ra (erythropoietin, mitondra oksizenina artifisialy ary fampidiran-dra). Raha mampiasa ny EPO ny atleta, dia afaka mihazakazaka 8 kilometatra eo amin'ny famolahana izy ireo ao anatin'ny 44 segondra latsaka noho ny teo aloha. Raha ny marina, ny bisikileta sy ny marathon no ratsy indrindra ho an'ny stimulants EPO. Nandritra ny Tour de France tamin’ny 1998, dia nosamborina tany amin’ny sisin-tanin’i Frantsa ny dokotera ekipa espaniola iray ho an’ny ekipan’ny Festina, niaraka tamin’ny tavoahangy EPO artifisialy 400! Ny vokatra, mazava ho azy, dia ny ekipa iray manontolo dia voaroaka tamin'ny Tour ary voarara.
Ny Komitin'ny Olaimpika Iraisam-pirenena dia nanampy ny EPO ho ao anatin'ny lisitra voarara tamin'ny Lalao Barcelone tamin'ny 1992, saingy sarotra be ny nandamina ny fitiliana ny EPO ho an'ny olombelona ka talohan'ny Lalao 2000 dia tsy nisy fomba hamantarana amin'ny fomba mahomby raha mampiasa izany ny atleta. Misy antony maromaro: 1) Ny votoatin'ny EPO ao amin'ny fluidin'ny vatana dia tena ambany, ary ny EPO isaky ny ml ny rà amin'ny olona ara-dalàna dia eo amin'ny 130-230 nanograms; 2) Ny firafitry ny asidra amine ny EPO recombinant artifisialy dia mitovy amin'ny an'ny proteinina EPO endogenous olombelona, ny endriky ny glycosylation ihany no tsy mitovy; 3) Ny antsasaky ny androm-piainan'ny EPO ao amin'ny ra dia 5-6 ora, ary amin'ny ankapobeny dia tsy hita maso 4-7 andro aorian'ny tsindrona farany; 4) Ny haavon'ny EPO tsirairay dia samy hafa be, noho izany dia sarotra ny mametraka fenitry ny quantitative tanteraka.
Hatramin'ny taona 2000, ny WADA dia nampiasa ny fitsirihana ny urine ho hany fomba fanamarinana ara-tsiansa hahitana mivantana ny EPO mitambatra. Noho ny fahasamihafana kely eo amin'ny endrika glycoylated amin'ny EPO recombinant artifisialy sy ny an'ny EPO olombelona, ny fananana voampanga amin'ireo molekiola roa dia kely dia kely ary azo avahana amin'ny fomba electrophoresis antsoina hoe isoelectric focusing, izay tetika fototra ho an'ny fahitana mivantana ny EPO recombinant artifisialy. Na izany aza, ny sasany recombinant EPO asehon'ny sela avy amin'ny olombelona dia tsy nisy fahasamihafana amin'ny glycosylation, noho izany ny manam-pahaizana sasany dia nanoro hevitra fa ny EPO exogenous sy EPO endogenous dia tokony hanavaka amin'ny votoatin'ny isotope karbona samihafa.
Raha ny marina, mbola misy fetra ny fomba fitsapana samihafa ho an'ny EPO. Ohatra, i Lance Armstrong, ilay amerikanina angano amin'ny bisikileta, dia niaiky fa naka EPO sy stimulants hafa nandritra ny fandreseny fito tamin'ny Tour de France, saingy tsy voamarina fa tsara ho an'ny EPO izy tamin'ny fitsapana doping tamin'izany fotoana izany. Mbola tsy maintsy miandry sy mijery hoe “ambonin’ny iray tongotra” na “ambonin’ny iray tongotra”.
Ahoana no ahazoana loka Nobel
Teny farany momba ny fifandraisana misy eo amin'ny EPO sy ny Loka Nobel 2019 momba ny Physiology na Fitsaboana.
EPO no tranga mahazatra indrindra amin'ny fiheveran'ny vatan'olombelona sy ny valin'ny hypoxia. Noho izany, i Semenza sy Ratcliffe, roa nahazo ny loka Nobel, dia nisafidy ny EPO ho toerana fanombohana handinihana ny fomba fijerin'ny sela sy ny fampifanarahana amin'ny hypoxia. Ny dingana voalohany dia ny fitadiavana ireo singa amin'ny fototarazo EPO izay afaka mamaly ny fiovan'ny oksizenina. Semenza dia namaritra filaharana tsy misy kaody 256-base amin'ny faran'ny 3 'ambany amin'ny fototarazo fametahana EPO, antsoina hoe singa valin'ny hypoxia. Raha miova na voafafa io filaharan'ny singa io, dia mihena be ny fahafahan'ny proteinina EPO mamaly ny hypoxia. Raha ampifandraisina amin'ny faran'ny fototarazo hafa tsy misy ifandraisany amin'ny hypoxia io filaharan'ny singa io, dia mampiseho fampahavitrihana toy ny EPO ihany koa ireo fototarazo novaina ireo.amin'ny toe-javatra hypoxia.
Hitan'i Ratcliffe sy ny ekipany avy eo fa io singa valin'ny hypoxic io dia tsy ao amin'ny selan'ny voa na ny atiny tompon'andraikitra amin'ny famokarana EPO, fa amin'ny karazana sela maro hafa izay afaka miasa ao anatin'ny toe-javatra hypoxic. Raha lazaina amin'ny teny hafa, io valin'ny hypoxia io dia mety tsy voafaritra amin'ny EPO, fa tranga miparitaka kokoa amin'ny sela. Ireo sela hafa ireo, izay tsy tompon'andraikitra amin'ny famokarana EPO, dia tsy maintsy misy molekiola (toy ny anton-javatra transcription tompon'andraikitra amin'ny fampidinana ny fanehoana ny fototarazo) izay mahatsapa ny fiovan'ny fifantohana oksizenina ary mifatotra amin'ny singa valin'ny hypoxic mba hampandeha ny fototarazo toy ny EPO.
