Nobelprisen bliver den 10. december 2021 delt mellem amerikanske David Julius (født 1955) og libanesisk-amerikanske Ardem Patapoutian (født 1967), der er professorer på hver sit universitet i Californien. David Julius er neurobiolog, mens Ardem Patapoutian er molekylærbiolog. De to forskere deler prisen for deres banebrydende sansefysiologiske forskning, der gennem opdagelser af en række vigtige receptorer har haft afgørende betydning for vores forståelse af sansningen af temperatur og berøring.
2.500 års sanseforskning
Hvordan vi kan sanse verden, har til alle tider interesseret mennesker. Faktisk omhandlede det ældst kendte eksperimentelle forskningsprojekt vores sansning af verden. Forsøget har 2.500 år på bagen, idet Akmaeon af Croton, der var elev af matematikeren Pythagoras, påviste, at dyr mister synet, hvis man overskærer synsnerven.
Langt senere beskrev filosoffen og lægen René Descartes i 1600-tallet, hvordan et sensorisk signal bliver sendt med nervebaner via rygmarven til hjernen, når man brænder sig på noget. Senere igen blev det påvist, at signalet sendes som en elektrisk impuls i nervebanerne. De molekylære mekanismer kendte René Descartes naturligvis ikke noget til, og det forblev længe en gåde, hvordan sansningen blev omsat til elektriske impulser i nerverne.
På sporet af chilipebers virkningsmekanisme
I slutningen af 1990’erne kom David Julius på sporet af, hvorfor capsaicin i chilipeber får os til at føle varme. Han etablerede en omfattende database over DNA-fragmenter, som han vidste blev udtrykt i sensoriske celler, og så var det blot for ham at lede efter nålen i høstakken, altså at finde det fragment, som gør en cellekultur følsom overfor capsaicin. Fragmentet blev langt om længe fundet, og det viste sig at kode for en sansereceptor, som fik navnet TRPV-1, og som aktiveres af capsaicin.
Det stod klart, at der sandsynligvis var tale om en membranbunden ion-kanal, som blev aktiveret ved tryk.
Capsaicin får ion-kanalen TRPV-1 til at åbne sig, så ioner kan strømme over cellemembranen. I de følgende år førte yderligere studier til opdagelsen af, at TRPV-1 også aktiveres af varme – altså når kroppen udsættes for noget, der er varmt og dermed potentielt farligt.
Mentol kommer på banen
Succesen med at anvende indholdsstoffet i chilipeber førte David Julius og Ardem Patapoutian til at studere effekten af et andet interessant molekyle – nemlig mentol – der stammer fra pebermynte. Uafhængigt af hinanden fandt de to forskere og deres forskningsgrupper frem til den samme receptor, som mentol reagerer med, nemlig kulde-receptoren TRPM8.
Denne receptor virker ligeledes som en ion-kanal, dog blot ved at tillade ion-transport ved lave temperaturer. Samtidig blev der fundet flere andre TRPV-1- og TRPM8-lignende receptorer, der også viste sig at være ion-kanaler, og som ligeledes aktiveres ved forskellige temperaturer.
Receptorerne er blevet undersøgt nærmere in vivo i forsøgsdyr. De to receptorer er siden fundet flere forskellige steder i kroppen, hvor de blandt andet registrerer muskelspænding, lufttryk i lungerne, blærens fyldningsgrad og tarmens fyldningsgrad.
Mere nobelpris i fysiologi end i medicin
Nobelprisen har den lidt kryptiske betegnelse »nobelpris i fysiologi eller medicin«, hvilket betyder, at prisen både kan gives for store fysiologiske opdagelser og for medicinske landvindinger. I praksis gives prisen ofte for forskning, der har ført til begge dele. Det kunne man også forvente ville være tilfældet med årets nobelpris, da opdagelsen af nye receptorer åbner muligheder for nye strategier til behandling af sygdomme.
Desværre har der endnu ikke været de store behandlingsmæssige gennembrud – systemet af receptorer er simpelthen for komplekst under sygdomme, og behandlingerne har haft for store bivirkninger. Mindre gennembrud er der dog opnået, såsom behandling af helvedesild. Potentielt er der dog stadig muligheder for, at opdagelserne vil kunne anvendes til behandling af blandt andet kronisk smerte hos dyr og mennesker. I hvert fald forskes der fortsat heri.
