Igal aastal 10. detsembril antakse Stockholmis üle üks prestiižsemaid auhindu teadussaavutuste vallas - Nobeli preemia. Esmaspäeval, 1. oktoobril sai see teatavaks 2018. aasta esimeste Nobeli preemia laureaatide nimed. 70-aastane Texase ülikooli professor James Ellison ja tema 76-aastane kolleeg Tasuku Honjo Kyoto ülikoolist said kõrgeima autasu märkimisväärse panuse eest vähiravisse.
"Nii lihtne!" räägib teile kõige värskemast ja selgitab, mida teadlased on välja pakkunud põhimõtteliselt uudseks lähenemiseks vähiravile ja kuidas see muudab kaasaegset meditsiini.
Nobeli meditsiiniauhind
Mõiste "vähk" ei ole üks haigus, neid on palju ja neid kõiki iseloomustab ebanormaalsete rakkude kontrollimatu kasv, mis suudavad absorbeerida täiesti terveid inimkeha organeid ja kudesid. Vähk võtab iga tund sadade inimeste elusid ning tänapäeva tervishoiu jaoks on see haigus suurim probleem ja üks tõsisemaid väljakutseid.
Nobeli preemia laureaadid on välja pakkunud erakordselt uuendusliku lähenemise vähiteraapiale: James Ellison ja Tasuku Honjo näitasid, kuidas "immuunsüsteem piduritelt maha võtta" ja kasutada keha enda jõude, et võidelda kohutava haigusega.
“Selle aasta laureaadid on näidanud, kuidas erinevaid immuunsüsteemi ohjeldamise strateegiaid saab vähiravis kasutada. Nende ühine avastus on märkimisväärne verstapost vähivastases võitluses., teatas Rootsi Kuninglik Teaduste Akadeemia.
«Immuunteraapial ei ole iseseisvat kasvajavastast toimet – see sunnib immuunrakke kasvajat tapma. Tõsi, piduri eemaldamine viib mõnel juhul selleni, et immuunsüsteem ründab oma rakke.
See sarnaneb mõneti autoimmuunhaigustega ja probleem on üsna suur. Sagedased kõrvalnähud on väsimus, köha, iiveldus, lööve, sügelus, isutus, kõhulahtisus, soole- ja kopsupõletik,” selgitab onkoloog Mihhail Laskov.
Kodumaine onkoloog ei kahtle, et selline ravi on tõeline läbimurre: «On haigusi, mida on raske ravida. Need on melanoom, kopsuvähk, kõhunäärmevähk, maovähk ja nii edasi. Immunoteraapia on märkimisväärselt parandanud mõnede nende haiguste, nimelt melanoomi ja kopsuvähi tulemusi. Mõned vähihaiged võivad uuringu tulemuste kohaselt elada mitu aastat ilma haigusnähtudeta..
Ja kui varem kasutati sellist ravi peamiselt metastaatilise vähi korral peaaegu lootusetutel juhtudel, siis nüüd on sellised ravimid ette nähtud operatsioonijärgseks raviks, näiteks melanoomi korral.
©DepositPhotos
Ellison ja Honjo on inspireerinud teadlasi üle maailma kombineerima erinevaid immuunsüsteemi turgutamise strateegiaid, et vähirakkudega võimalikult tõhusalt võidelda. Praegu on käimas paljud testid ja kliinilised uuringud vähi immunoteraapia vallas ning sihtmärgina testitakse uusi Nobeli preemia laureaatide avastatud kontrollvalke.
©DepositPhotos
Palju immunoteraapia ravimid vähk on Venemaal, kuid need on kõik väga kallid ja üksustele kättesaadavad. «Need on näiteks pembrolizumab (Keytruda), nivolumab (Opdivo), ipilimumab (Yervoy) ja atesolisumab (Tecentriq). Kahjuks ei saa öelda, et sellised ravimid on kõigile kättesaadavad.
Ühe riikliku haigla tariifi järgi saab selle jaoks eraldada 180 tuhat rubla, kuigi tegelikus elus maksab ravim 300 või rohkem. See tähendab, et nad lihtsalt ei kirjuta ravimit välja, sest pole midagi osta, ”selgitab Mihhail Laskov.
©DepositPhotos
Püüdes võita surmavat haigust, on teadlased juba 100 aastat püüdnud immuunsüsteemi vähivastasesse võitlusse kaasata, kuid kõik katsed on olnud asjata. Enne James Ellisoni ja Tasuku Honjo tehtud avastusi oli kliiniline areng selles valdkonnas väga tagasihoidlik.
2018. aasta Nobeli füsioloogia või meditsiini preemia pälvisid James Ellison ja Tasuku Honjo nende arenduste eest vähiravis immuunvastuse aktiveerimise kaudu. Võitja väljakuulutamisest tehakse otseülekanne Nobeli komitee kodulehel. Rohkem infot teadlaste teenete kohta leiab Nobeli komitee pressiteatest.
Teadlased on välja töötanud põhimõtteliselt uue lähenemisviisi vähiravile, mis erineb varasemast kiiritus- ja keemiaravist, mida nimetatakse immuunrakkude "kontrollpunkti pärssimiseks" (selle mehhanismi kohta leiate veidi teavet meie immunoteraapia artiklist). Nende uurimistöö keskendub sellele, kuidas kõrvaldada immuunsüsteemi rakkude aktiivsuse pärssimine vähirakkude poolt. Jaapani immunoloog Tasuku Honjo Kyoto ülikoolist avastas lümfotsüütide pinnalt PD-1 (Programmed Cell Death Protein-1) retseptori, mille aktiveerumine viib nende aktiivsuse allasurumiseni. Tema Ameerika kolleeg James Allison Texase ülikooli Andersoni vähikeskusest näitas esimest korda, et T-lümfotsüütide pinnal CTLA-4 inhibeerivat kompleksi blokeeriv antikeha, mis on viidud kasvajaga loomade kehasse, viib kasvajavastase vastuse aktiveerimine ja kasvaja vähenemine.
Nende kahe immunoloogi uurimistöö on viinud uue vähivastaste ravimite klassi tekkeni, mis põhinevad lümfotsüütide või vähirakkude pinnal olevate valkudega seonduvatel antikehadel. Esimene selline ravim, CTLA-4 blokeeriv antikeha ipilimumab, kiideti heaks 2011. aastal melanoomi raviks. 2014. aastal kiideti heaks PD-1-vastane antikeha nivolumab melanoomi, kopsu-, neeru- ja mitmete muude vähiliikide vastu.
«Ühest küljest erinevad vähirakud meie omadest, teisalt aga on. Meie immuunsüsteemi rakud tunnevad selle vähiraku ära, kuid ei tapa seda, - selgitas N+1 Skolkovo Teaduste ja Tehnoloogia Instituudi ning Rutgersi Ülikooli professor Konstantin Severinov. - Autorid avastasid muu hulgas valgu PD-1: kui see valk eemaldada, hakkavad immuunrakud vähirakke ära tundma ja võivad neid tappa. See on vähiteraapia aluseks, mida kasutatakse praegu laialdaselt isegi Venemaal. Sellised PD-1 inhibeerivad ravimid on muutunud kaasaegse vähikontrolli arsenali oluliseks komponendiks. Ta on väga tähtis, ilma temata oleks palju hullem. Need inimesed andsid meile tõesti uue võimaluse vähktõve kontrolli all hoidmiseks – inimesed elavad, sest sellised ravimeetodid on olemas."
Onkoloog Mihhail Maschan, Dima Rogachevi pediaatrilise hematoloogia, onkoloogia ja immunoloogia keskuse direktori asetäitja, ütleb, et immunoteraapia on muutnud vähiravi pöörde.
"Kliinilises onkoloogias on see üks ajaloo suurimaid sündmusi. Me alles hakkame lõikama kasu, mida selle teraapialiigi areng on toonud, kuid tõsiasi, et see onkoloogias olukorra muutnud on, sai selgeks kümmekond aastat tagasi – siis, kui tekkisid esimesed kliinilised tulemused ravimite kasutamisest. nende ideede alus ilmus,” ütles Maschan.vestluses temaga N+1.
Ta ütleb, et kontrollpunkti inhibiitorite kombinatsiooniga on pikaajaline ellujäämine, see tähendab tegelik paranemine, võimalik saavutada 30–40 protsendil teatud tüüpi kasvajate, eriti melanoomi ja kopsuvähiga patsientidest. Ta märkis, et sellel lähenemisel on lähiajal tulemas uusi arendusi.
"See on teekonna algus, kuid juba on palju kasvajatüüpe - nii kopsuvähk ja melanoom kui ka mitmed teised, mille puhul ravi on osutunud tõhusaks, kuid veelgi enam - mille puhul seda alles uuritakse, uuritakse selle kombinatsioone tavapäraste ravitüüpidega. See on päris algus ja väga paljutõotav algus. Tänu sellele teraapiale ellujäänute arvu mõõdetakse juba kümnetes tuhandetes,” rääkis Maschan.
Igal aastal, enne võitjate väljakuulutamist, püüavad analüütikud ära arvata, kellele auhind antakse. Traditsiooniliselt teadustööde tsiteerimisel ennustusi tegev Clarivate Analytics tänavu kantud "Nobeli nimekirja" veresoonte tekke võtmeteguri avastanud Napoleone Ferrara, KEGG andmebaasi loonud Minoru Kanehis ja Salomon Snyder, kes töötas närvisüsteemi peamiste regulatoorsete molekulide retseptoritega. Huvitav on see, et agentuur märkis 2016. aastal võimaliku Nobeli preemia laureaadina James Ellisoni ehk tema osas läks prognoos üsna pea täide. Keda agentuur loeb laureaatideks teistel Nobeli erialadel – füüsikas, keemias ja majanduses, saate teada meie blogist. Kirjanduses antakse sel aastal auhind üle.
Daria Spasskaja
Nobeli komitee otsustas täna 2017. aasta füsioloogia- või meditsiiniauhinna laureaadid. Sel aastal liigub auhind taas USA-sse, auhinda jagavad Michael Young New Yorgi Rockefelleri ülikoolist, Michael Rosbash Brandeisi ülikoolist ja Geoffrey Hall Maine'i ülikoolist. Nobeli komitee otsuse kohaselt pälvisid need teadlased "tsirkadiaanrütme kontrollivate molekulaarsete mehhanismide avastamise eest".
Peab ütlema, et kogu Nobeli preemia 117-aastase ajaloo jooksul on see võib-olla esimene auhind une-ärkveloleku tsükli uurimise eest, aga ka kõige eest, mis on seotud unega üldiselt. Tuntud somnoloog Nathaniel Kleitman auhinda ei saanud ja selles vallas silmapaistvaima avastuse teinud Eugene Azerinsky, kes avastas REM-une (REM – kiire silmade liikumine, kiire une faas), sai oma saavutuse eest üldjuhul vaid doktorikraadi. . Pole üllatav, et paljudes prognoosides (neist kirjutasime oma märkuses) olid nimed ja uurimisteemad, kuid mitte neid, mis pälvisid Nobeli komitee tähelepanu.
Mille eest auhind anti?
Niisiis, mis on ööpäevarütmid ja mida täpsemalt avastasid laureaadid, kes Nobeli komitee sekretäri sõnul võtsid auhinna uudist vastu sõnadega “Kas sa teed nalja?”.
Geoffrey Hall, Michael Rosbash, Michael Young
Umbes päev ladina keelest tõlgituna "päevaringselt". Juhtus nii, et elame planeedil Maa, kus päev asendub ööga. Ning erinevate päeva- ja öötingimustega kohanemise käigus kujunes organismidel välja sisemine bioloogiline kell – organismi biokeemilise ja füsioloogilise aktiivsuse rütmid. Alles 1980. aastatel õnnestus seeni orbiidile saates näidata, et neil rütmidel on eranditult sisemine olemus. Neurospora crassa. Siis sai selgeks, et ööpäevarütmid ei sõltu välisest valgusest ega muudest geofüüsikalistest signaalidest.
Ööpäevarütmide geneetilise mehhanismi avastasid 1960.–1970. aastatel Seymour Benzer ja Ronald Konopka, kes uurisid erineva ööpäevarütmiga äädikakärbeste mutantseid ridu: metsiktüüpi kärbestel oli ööpäevase rütmi kõikumine 24-tunnine, mõnel juhul. mutandid - 19 tundi, teistes - 29 tundi ja kolmandal polnud üldse rütmi. Selgus, et rütme reguleerib geen PER - periood. Järgmise sammu, mis aitas mõista, kuidas sellised ööpäevarütmi kõikumised tekivad ja hoitakse, astusid praegused laureaadid.
Isereguleeruv kellamehhanism
Geoffrey Hall ja Michael Rosbash väitsid, et geen kodeeris periood PER-valk blokeerib omaenda geeni tööd ning selline tagasisideahel võimaldab valgul enda sünteesi takistada ning tsükliliselt, pidevalt reguleerida selle taset rakkudes.
Pildil on sündmuste jada 24 tunni jooksul. Kui geen on aktiivne, toodetakse PER mRNA-d. See väljub tuumast tsütoplasmasse, muutudes malliks PER-valgu tootmisel. PER-valk koguneb raku tuuma, kui perioodilise geeni aktiivsus on blokeeritud. See sulgeb tagasisideahela.
Modell oli väga atraktiivne, kuid pildi täielikuks tegemiseks jäid mõned pusletükid puudu. Geeni aktiivsuse blokeerimiseks peab valk sattuma raku tuuma, kus hoitakse geneetilist materjali. Jeffrey Hall ja Michael Rosbash näitasid, et PER-valk koguneb üleöö tuuma, kuid ei saanud aru, kuidas see sinna jõudis. 1994. aastal avastas Michael Young teise ööpäevase rütmi geeni, ajatu(inglise keeles "timeless"). See kodeerib TIM-valku, mis on meie sisemise kella nõuetekohaseks toimimiseks hädavajalik. Oma elegantses eksperimendis näitas Young, et ainult üksteisega seondudes saavad TIM ja PER paaritud siseneda raku tuuma, kus nad blokeerivad geeni periood.
Tsirkadiaanrütmide molekulaarsete komponentide lihtsustatud illustratsioon
See tagasisidemehhanism selgitas võnkumiste ilmnemise põhjust, kuid polnud selge, mis nende sagedust kontrollib. Michael Young leidis teise geeni topeltaeg. See sisaldab DBT valku, mis võib PER-valgu akumuleerumist edasi lükata. Nii "siluvad" kõikumised, et need langeksid kokku igapäevase tsükliga. Need avastused muutsid meie arusaamist inimese bioloogilise kella peamistest mehhanismidest. Järgnevate aastate jooksul leiti teisi valke, mis seda mehhanismi mõjutavad ja selle stabiilset toimimist säilitavad.
Nüüd jagatakse füsioloogia või meditsiini auhinda traditsiooniliselt Nobeli nädala alguses, oktoobri esimesel esmaspäeval. Esmakordselt pälvis selle 1901. aastal Emil von Behring difteeria seerumravi väljatöötamise eest. Kokku on auhinda ajaloo jooksul välja antud 108 korral, üheksal juhul: aastatel 1915, 1916, 1917, 1918, 1921, 1925, 1940, 1941 ja 1942 auhind jäi välja andmata.
Aastatel 1901–2017 pälvis preemia 214 teadlast, kellest kümmekond on naised. Seni pole juhtunud, et keegi oleks saanud kahel korral preemia meditsiinis, küll on olnud juhuseid, kus esitati juba tegutsev laureaat (näiteks meie Ivan Pavlov). Kui 2017. aasta auhinda välja jätta, oli laureaadi keskmine vanus 58 aastat. Noorim Nobeli füsioloogia ja meditsiini valdkonna laureaat oli 1923. aasta laureaat Frederick Banting (auhind insuliini avastamise eest, vanus 32), vanim 1966. aasta laureaat Peyton Rose (auhind onkogeensete viiruste avastamise eest, vanus 87 aastat). .
Anastasia Ksenofontova
Nobeli komitee kuulutas välja 2018. aasta füsioloogia- või meditsiiniauhinna laureaadid. Sel aastal saab auhinna James Ellison Vähikeskusest. M.D. Anderson Texase ülikoolist ja Tasuku Honjo Kyoto ülikoolist nende "avastuse eest immuunsüsteemi pärssimise valdkonnas, et tõhusamalt rünnata vähirakke". Teadlased on välja mõelnud, kuidas vähkkasvaja "petab" immuunsüsteemi. See võimaldas luua tõhusa vähivastase ravi. Avamise kohta loe lähemalt materjalist RT.
- 2018. aasta Nobeli füsioloogia või meditsiini preemia laureaadid James Ellison ja Tasuku Honjo
- Uudisteagentuur TT/Fredrik Sandberg REUTERSi vahendusel
Stockholmis asuva Karolinska Instituudi Nobeli komitee kuulutas esmaspäeval, 1. oktoobril välja 2018. aasta preemia laureaadid. Auhind antakse üle ameeriklasele James Ellisonile vähikeskusest. M.D. Anderson Texase ülikoolist ja Tasuku Honjo Jaapanist Kyoto ülikoolist "avastuse eest immuunsüsteemi pärssimise valdkonnas, et tõhusamalt rünnata vähirakke". Teadlased on välja mõelnud, kuidas vähkkasvaja "petab" immuunsüsteemi. See võimaldas luua tõhusa vähivastase ravi.
Rakusõjad
Traditsioonilistest vähiravimeetoditest on levinumad keemiaravi ja kiiritusravi. Siiski on pahaloomuliste kasvajate raviks ka "looduslikke" meetodeid, sealhulgas immunoteraapiat. Üks selle paljutõotav valdkond on lümfotsüütide (immuunsüsteemi rakkude) pinnal asuvate "immuunsuse kontrollpunktide" inhibiitorite kasutamine.
Fakt on see, et "immuunsuse kontrollpunktide" aktiveerimine pärsib immuunvastuse arengut. Selliseks "kontrollpunktiks" on eelkõige valk CTLA4, mida Ellison on aastaid uurinud.
Lähipäevil selguvad auhindade võitjad ka teistes kategooriates. Teisipäeval, 2. oktoobril kuulutab komisjon välja füüsika laureaadi. 3. oktoobril tehakse teatavaks Nobeli keemiapreemia laureaadi nimi. 5. oktoobril antakse Oslos üle Nobeli rahupreemia ja 8. oktoobril selgitatakse välja võitja majandusvaldkonnas.
Tänavu kirjandusauhinna võitjat ei nimetata – see selgub alles 2019. aastal. Sellise otsuse tegi Rootsi Akadeemia seoses sellega, et selle liikmete arv on vähenenud ja organisatsiooni ümber lahvatas skandaal. 1992. aastal akadeemiasse valitud poetessi Katharina Frostensoni abikaasat on 18 naist süüdistanud seksuaalses ahistamises. Selle tulemusena lahkus Rootsi Akadeemiast seitse inimest, sealhulgas Frostenson ise.
2016. aastal andis Nobeli komitee füsioloogia- või meditsiiniauhinna Jaapani teadlasele Yoshinori Ohsumile autofagia avastamise ja selle molekulaarse mehhanismi dešifreerimise eest. Autofagia on kasutatud organellide ja valgukomplekside ringlussevõtu protsess, mis on oluline mitte ainult rakumajanduse säästlikuks juhtimiseks, vaid ka raku struktuuri uuendamiseks. Selle protsessi biokeemia ja selle geneetilise aluse dešifreerimine viitab võimalusele kontrollida ja juhtida kogu protsessi ja selle üksikuid etappe. Ja see annab teadlastele ilmsed fundamentaalsed ja rakenduslikud vaated.
Teadus tormab edasi nii uskumatu tempoga, et mittespetsialistil pole aega avastuse tähtsust mõista ja selle eest antakse juba Nobeli preemia. Eelmise sajandi 80ndatel võis bioloogiaõpikutes raku ehitust käsitlevas osas teiste organellide hulgas õppida lüsosoomide - sees ensüümidega täidetud membraani vesiikulite kohta. Need ensüümid on suunatud erinevate suurte bioloogiliste molekulide tükeldamisele väiksemateks ühikuteks (tuleb märkida, et tol ajal meie bioloogiaõpetaja veel ei teadnud, miks lüsosoome vaja on). Need avastas Christian de Duve, mille eest ta pälvis 1974. aastal Nobeli füsioloogia- või meditsiiniauhinna.
Christian de Duve ja tema kolleegid eraldasid lüsosoomid ja peroksisoomid teistest raku organellidest, kasutades tollal uut meetodit – tsentrifuugimist, mis võimaldab osakesi massi järgi sorteerida. Lüsosoome kasutatakse nüüd laialdaselt meditsiinis. Näiteks ravimi sihipärane kohaletoimetamine kahjustatud rakkudesse ja kudedesse põhineb nende omadustel: lüsosoomi sees ja väljaspool happesuse erinevuse tõttu asetatakse lüsosoomi sisse molekulaarne ravim ning seejärel saadetakse spetsiifiliste märgistega varustatud lüsosoom mõjutatud kuded.
Lüsosoomid on oma tegevuse olemuse tõttu loetamatud – nad lõhustavad kõik molekulid ja molekulaarsed kompleksid nende koostisosadeks. Kitsamad "spetsialistid" on proteasoomid, mis on suunatud ainult valkude lõhustamisele (vt:, "Elements", 11.05.2010). Nende rolli rakumajanduses on vaevalt võimalik üle hinnata: nad jälgivad oma aja ära teeninud ensüüme ja hävitavad neid vastavalt vajadusele. See periood, nagu me teame, on väga täpselt määratletud – täpselt nii palju aega, kui palju rakk konkreetset ülesannet täidab. Kui ensüüme selle lõppedes ei hävitataks, oleks käimasolevat sünteesi raske õigel ajal peatada.
Proteasoomid esinevad eranditult kõigis rakkudes, isegi neis, kus lüsosoome pole. Proteasoomide rolli ja nende töö biokeemilist mehhanismi uurisid Aaron Ciechanover, Avram Hershko ja Irwin Rose 1970ndate lõpus ja 1980ndate alguses. Nad avastasid, et proteasoom tunneb ära ja hävitab need valgud, mis on märgistatud valgu ubikvitiiniga. Sidumisreaktsioon ubikvitiiniga toimub ATP arvelt. 2004. aastal said need kolm teadlast Nobeli keemiaauhinna ubikvitiinist sõltuva valkude lagunemise uurimise eest. 2010. aastal andekate inglise laste kooli õppekava vaadates nägin raku struktuuri pildil rida musti täppe, mis olid märgistatud proteasoomideks. Samas ei osanud selle kooli kooliõpetaja õpilastele selgitada, mis see on ja milleks need salapärased proteasoomid on. Kui pildil on lüsosoomid, siis küsimusi ei tekkinud.
Juba lüsosoomide uurimise alguses märgati, et osade sees on suletud rakuorganellide osad. See tähendab, et lüsosoomides ei võeta lahti mitte ainult suured molekulid, vaid ka raku enda osad. Oma rakuliste struktuuride seedimise protsessi nimetatakse autofaagiaks – see tähendab "enese söömiseks". Kuidas satuvad rakuorganellide osad hüdrolaase sisaldavasse lüsosoomi? Selle probleemiga hakkas ta tegelema juba 80ndatel, kes uuris lüsosoomide ja autofagosoomide ehitust ja funktsioone imetajarakkudes. Tema ja ta kolleegid näitasid, et autofagosoomid ilmuvad rakkudes massiliselt, kui neid kasvatatakse toitainevaesel söötmel. Sellega seoses on tekkinud hüpotees, et autofagosoomid tekivad siis, kui on vaja varutoiteallikat – valke ja rasvu, mis on osa ekstra organellidest. Kuidas need autofagosoomid tekivad, kas neid on vaja täiendava toitumise allikana või muudel rakulistel eesmärkidel, kuidas lüsosoomid need seedimiseks üles leiavad? Kõigile neile küsimustele 1990. aastate alguses puudusid vastused.
Võttes ette sõltumatud uuringud, keskendus Osumi oma jõupingutused pärmi autofagosoomide uurimisele. Ta põhjendas, et autofagia peaks olema konserveerunud rakuline mehhanism, mistõttu on seda mugavam uurida lihtsatel (suhteliselt) ja mugavatel laboriobjektidel.
Pärmis asuvad autofagosoomid vakuoolide sees ja lagunevad seal. Nende kasutamisega tegelevad mitmesugused proteinaasi ensüümid. Kui rakus olevad proteinaasid on defektsed, kogunevad autofagosoomid vakuoolidesse ega lahustu. Osumi kasutas seda omadust ära, et saada suurenenud autofagosoomide arvuga pärmikultuur. Ta kasvatas pärmikultuure kehval söötmel – sel juhul ilmub ohtralt autofagosoome, mis annavad nälgivale rakule toiduvaru. Kuid tema kultuurides kasutati inaktiivsete proteinaasidega mutantseid rakke. Selle tulemusena kogusid rakud vakuoolidesse kiiresti autofagosoomide massi.
Tema tähelepanekute kohaselt on autofagosoomid ümbritsetud ühekihiliste membraanidega, mis võivad sisaldada väga erinevat sisu: ribosoome, mitokondreid, lipiidide ja glükogeeni graanuleid. Proteaasi inhibiitorite lisamisega või eemaldamisega metsikrakkude kultuuridesse saab suurendada või vähendada autofagosoomide arvu. Seega näidati nendes katsetes, et need rakukehad seeditakse proteinaasi ensüümide abil.
Väga kiiresti, kõigest aastaga, tuvastas Ohsumi juhusliku mutatsiooni meetodil 13-15 geeni (APG1-15) ja vastavad valguproduktid, mis on seotud autofagosoomide moodustumisega (M. Tsukada, Y. Ohsumi, 1993. Isolation and autofagia defektsete mutantide iseloomustus Saccharomyces cerevisiae). Defektse proteinaasi aktiivsusega rakkude kolooniate hulgast valis ta mikroskoobi all välja need, milles autofagosoome ei olnud. Seejärel sai ta neid eraldi kasvatades teada, millised geenid nad olid rikkunud. Nende geenide molekulaarse mehhanismi dešifreerimiseks kulus tema rühmal veel viis aastat.
Sai teada, kuidas see kaskaad töötab, mis järjekorras ja kuidas need valgud omavahel seostuvad, nii et tulemuseks on autofagosoom. 2000. aastaks sai pilt membraanide moodustumisest töödeldavate kahjustatud organellide ümber selgemaks. Üks lipiidmembraan hakkab nende organellide ümber venima, ümbritsedes neid järk-järgult, kuni membraani otsad lähenevad üksteisele ja sulanduvad, moodustades autofagosoomi topeltmembraani. See vesiikul transporditakse seejärel lüsosoomi ja sulandub sellega.
Membraanide moodustumise protsessis osalevad APG valgud, mille analooge leidsid Yoshinori Ohsumi ja kolleegid imetajatelt.
Tänu Osumi tööle oleme näinud kogu autofagia protsessi dünaamikas. Osumi uurimistöö lähtepunktiks oli lihtne tõsiasi salapäraste väikeste kehade olemasolust rakkudes. Nüüd on teadlastel võimalus, ehkki hüpoteetiline, kontrollida kogu autofagia protsessi.
Autofagia on vajalik raku normaalseks funktsioneerimiseks, kuna rakk peab suutma mitte ainult uuendada oma biokeemilist ja arhitektuurilist ökonoomsust, vaid ka mittevajalikku ära kasutama. Rakus on tuhandeid kulunud ribosoome ja mitokondreid, membraanivalke, kulunud molekulaarkomplekse – kõik need tuleb säästlikult töödelda ja uuesti ringlusse lasta. See on omamoodi raku taaskasutus. See protsess ei taga mitte ainult teatud säästlikkust, vaid takistab ka raku kiiret vananemist. Rakulise autofagia katkemine inimestel põhjustab Parkinsoni tõve, II tüüpi diabeedi, vähi ja mõnede vanadusega seotud häirete tekke. Rakulise autofagia protsessi kontrollimisel on ilmselgelt suured väljavaated nii fundamentaalses kui ka rakenduslikus mõttes.
