Hoe weten onze cellen hoeveel zuurstof ze nodig hebben? En hoe passen ze zich aan bij zuurstoftekort? Dankzij het baanbrekende onderzoek van William G. Kaelin Jr., Sir Peter J. Ratcliffe en Gregg L. Semenza begrijpen we nu veel meer over dit cruciale proces. Hun ontdekkingen hebben de weg vrijgemaakt voor nieuwe inzichten in ziekten als kanker — en leverden hen in 2019 de Nobelprijs voor Fysiologie of Geneeskunde op.

De onderzoekers achter de doorbraak

  • William G. Kaelin Jr. (1957) is professor aan de Harvard Medical School en verbonden aan het Dana-Farber Cancer Institute.

  • Sir Peter J. Ratcliffe (1954) leidt het klinisch onderzoek aan het Francis Crick Institute in Londen en is hoofd van het hypoxielaboratorium aan de Universiteit van Oxford.

  • Gregg L. Semenza (1956) is professor genetica en oncologie aan de Johns Hopkins University in Baltimore.

Deze drie wetenschappers ontdekten hoe cellen zuurstof meten en daarop reageren, wat essentieel is voor de celstofwisseling en weefselgroei.

Het zuurstofdetectiesysteem in cellen

Ratcliffe ontdekte dat cellen een intern systeem hebben dat continu de zuurstofconcentratie meet en reguleert. Semenza ontdekte de zogenaamde hypoxie-geïnduceerde factor (HIF), een eiwit dat genen activeert die belangrijk zijn voor celoverleving bij zuurstoftekort. Bij weinig zuurstof stijgt de HIF-concentratie, en bij voldoende zuurstof breekt de factor langzaam af.

Kaelin onderzocht de ziekte van von Hippel-Lindau (VHL) en ontdekte een eiwit dat de HIF-factor reguleert. Dit VHL-eiwit blijkt cruciaal voor het afbreken van HIF bij voldoende zuurstof. Later toonden Kaelin en Ratcliffe aan dat prolylhydroxylasen fungeren als zuurstofsensoren: ze markeren HIF voor afbraak zodra er genoeg zuurstof aanwezig is.

Impact op de geneeskunde

De ontdekkingen van Kaelin, Ratcliffe en Semenza vormen de basis voor nieuwe therapieën. Vooral in de oncologie is dit essentieel: tumoren manipuleren vaak het zuurstofdetectiesysteem om te blijven groeien, zelfs in een zuurstofarme omgeving. Door deze mechanismen beter te begrijpen, kunnen onderzoekers nieuwe medicijnen ontwikkelen die het zuurstofsysteem van kankercellen verstoren — en zo hun groei afremmen.

Een welverdiende Nobelprijs

In 2016 ontvingen de onderzoekers al de prestigieuze Albert Lasker Award, ook wel de “Amerikaanse Nobelprijs” genoemd. En in 2019 volgde de ultieme erkenning: de Nobelprijs voor Fysiologie of Geneeskunde. Het Nobelcomité roemde hun werk als cruciaal voor ons begrip van hoe zuurstofconcentraties fundamentele processen in het lichaam reguleren.

Deze drie knappe koppen hebben met hun ontdekkingen niet alleen de wetenschap veranderd, maar ook hoop gebracht voor talloze patiënten wereldwijd.