Viruși cauzatori de tumori

Cel mai mare premiu acordat oamenilor de știință, scriitorilor și celor care luptă pentru pacea umanității este Premiul Nobel, care se acordă în fiecare an în decembrie, la aniversarea morții fondatorului.

La Premiul Nobel pentru medicină și fiziologie din 1975, trei cercetători americani au primit următorul motiv: „pentru descoperirea sa în domeniul interacțiunii dintre virusurile tumorale și materialul genetic al celulelor”.

Biologul italian Renato Dulbecco, microbiologul David Baltimore și biologul Howard Martin Temin au primit onoarea onorabilă. La scurt timp după începutul secolului, s-a suspectat că, în unele cazuri, virusurile ar putea provoca malignitate. Cu toate acestea, au apărut multe alte teorii cu privire la patologia cancerului.

În 1908, Rous a observat un sarcom în dezvoltare spontană (o tumoare de origine a țesutului conjunctiv) în mușchiul pectoral al găinilor domestici, iar tumorile au început și la puii inoculați cu un filtrat fără celule fabricat din tumoră. Virusul găsit în filtratul fără celule a fost denumit „virusul sarcomului Rous” (RSV) și de atunci a fost utilizat pe scară largă în cercetarea tumorală experimentală. Astăzi, știm despre aproape 100 de viruși care pot provoca cancer la animalele cu sânge cald, inclusiv mulți viruși de origine umană. În urma constatărilor lui Rous, mai multe studii au arătat că formarea celulelor canceroase de către viruși poate fi indusă la majoritatea vertebratelor, dar și la plante. Cu toate acestea, nu a existat nicio explicație acceptabilă pentru modul în care virușii determină proliferarea acestei capacități nerestricționate a celulelor.

Lucrarea lui Dulbecco și a celor doi studenți ai săi, D. Baltimore și H. M. Temin, au oferit o explicație pentru multe procese genetice necunoscute până acum. Renato Dulbecco (1914) și-a început cariera în Italia. Și-a luat doctoratul la Universitatea din Torino în 1936 și a lucrat acolo mulți ani ca membru al cadrelor didactice. A călătorit în Statele Unite în 1947 și a început să studieze viruși, mai întâi cu S. Luria (care a primit premiul Nobel în 1969) la Universitatea din Indiana, iar mai târziu, din 1949-63, la Institutul de Tehnologie din California. Ulterior a devenit membru al Institutului de cercetare biologică Salk (1963-72), unde s-a întors ca profesor de cercetare în 1977 după ce a fost director al Fundației Imperiale de Cercetare a Cancerului din Londra timp de cinci ani.

Dulbecco, împreună cu M. Vogt, a fost printre primii care au cultivat virusuri animale în cultura celulară în anii 1950. De asemenea, a analizat modul în care unii viruși preiau controlul unei celule infectate. S-a demonstrat că poliomielovirusul care provoacă tumori la șoareci încorporează propriul ADN în ADN-ul celulei gazdă. Celula suferă apoi o transformare (transformare) în care devine o celulă canceroasă și apoi începe să se înmulțească în timp ce reproduce ADN-ul virusului împreună cu al său. Astfel, se formează tot mai multe celule canceroase. Dulbecco a sugerat că cancerul uman poate fi cauzat și de reproduceri similare de fragmente de ADN străine.

David Baltimore (1938) a absolvit Colegiul Swarthmore, Pennsylvania, apoi a studiat virologia la Rockefeller Institute. A obținut și doctoratul aici. A lucrat cu Dulbecco la Institutul Salk din California din 1965-68 și apoi a devenit coleg la Massachusetts Institute of Technology (MIT). Aici s-a implicat într-o dezbatere publică în jurul unui coleg (ulterior, colegul său de știință a furnizat informații false într-un raport de cercetare). Baltimore nu a fost acuzat de o abatere etică și, deși mai mulți au fost criticați în cercurile universitare pentru rolul său în afacerea MIT, în 1990 a devenit rector al Universității Rockefeller. Întrucât dezbaterea nu a dispărut timp de un an și jumătate, Baltimore a demisionat din funcția de rector, dar a rămas la universitate.

În lucrarea care a dus la premiul Nobel, Baltimore și Temin au descoperit în mod independent că anumite virusuri, constând în principal din acid ribonucleic (ARN) și care cauzează cancer la animale, sunt capabile să transfere informațiile lor genetice către ADN. Acest ADN schimbă tiparul de moștenire al celulei infectate cu virus și îl transformă într-o celulă canceroasă.

El și soția sa, Alice Huang, au arătat că un virus care provoacă mucozită cronică orală se replică folosind o enzimă care copiază ARN într-un proces care nu conține ADN. În 1970, Baltimore a testat doi virusuri canceroase pentru a afla dacă există ceva similar în operația lor. El a arătat că ambele conțin o enzimă care face o copie a ADN-ului din ARN-ul viral, adică inversează procesul obișnuit de biologie moleculară (transferul informațiilor genetice din ADN în ARN).

Howard Martin Temin (1934-1994) a absolvit biologul în 1955 la Swarthmore College. Apoi și-a continuat studiile la renumitul Caltech (California Institute of Technology), mai întâi în embriologie experimentală și apoi în laboratorul Dulbecco de virologie animală. El și-a scris teza de doctorat despre virusul sarcomului Rous (RSV), care provoacă malignitate la găini. El a dezvoltat o metodă de cuantificare a RSV în cultura de celule embrionare de pui. El a observat că forma celulelor embrionare transformate depinde de genele virusului, iar genele virusului sunt responsabile și de transformarea tumorii. El a stabilit ipoteza așa-numitului „provirus”. În conformitate cu aceasta, celulele infectate cu RSV formează un virus structural moștenit în mod regulat, care conține atât informațiile genetice necesare pentru a crea virusuri descendenți, cât și pentru a schimba forma celulei gazdă. În 1964, el a descoperit că proliferarea RSV într-o celulă infectată necesită sinteza ADN și sinteza ARN din ADN.

În anii 1960, erau puțini cercetători care ar fi fost zdruncinați de experimentele lui Temin în credința lor într-o „dogmă centrală” (că informațiile sunt transmise exclusiv către proteina ADN-ARN). Argumentul său a fost deja convingător în anii 1970, când Baltimore a descoperit o enzimă care sintetizează ADN (o transcriptază inversă) dintr-o probă de ARN într-un alt virus cauzator de tumori care conține ARN.

Temin, în timp ce se ocupa de caracterizarea detaliată a transcriptazei inverse, a formulat o altă teorie. Conform acestui fapt, virușii ARN tumorigenici (cunoscuți și sub numele de retrovirusuri) se găsesc și pe cromozomii celulelor sănătoase, dar apar acolo din „potențiali provirus” inactivi, supraviețuirea lor este asigurată de posibilitatea transferului de informații ADN-ARN-ADN ciclic . El a atras atenția asupra genelor endogene de transformare a celulelor atunci când existența lor a fost susținută doar de câteva date. El a subliniat că pasul cheie în transformarea tumorii este activarea genelor transformatoare din celulă, care poate apărea ca rezultat al factorilor fizici și chimici, precum și al infecției virale, în multe moduri analog cu transformarea infecției virale.

În calitate de profesor la Universitatea din Wisconsin în 1969, Temin a fost un reprezentant de ultimă generație în cercetarea cancerului.