НОБЕЛОВИ ЛАУРЕАТИ / 1984 г. / ФИЗИОЛОГИЯ ИЛИ МЕДИЦИНА / СЕСАР МИЛСТЕЙН

Сесар Милстейн (César Milstein)

8 октомври 1927 г. – 24 март 2002 г.

Нобелова награда за физиология или медицина (заедно с Нилс Йерне и Георг Кьолер)

(За теориите, свързани със спецификата в развитието и контрола на имунната система и за откриването на принципа за производство на моноклонални антитела.)

Аржентинският биохимик Сесар Милстейн е роден в Бая Бланка. Той е вторият от тримата синове на Лазаро и Максима Милстейн. От 1939 до 1944 г. Милстейн посещава Националния колеж в Бая Бланка, а през 1945 г. се записва в университета в Буенос Айрес, за да изучава точни науки. По време на университетските си години той участва активно в студентския политически живот, а също така работи в лабораториите на Либещуц като клиничен асистент, заемайки този пост до 1956 г. След като получава през 1952 г. диплома по химия от университета в Буенос Айрес, Милстейн, въпреки посредствените си оценки по повечето академични дисциплини, решава да работи върху докторска дисертация по биохимия и записва аспирантура в Института по биологична химия към университета в Буенос Айрес.

Докторската дисертация на Милстейн, завършена през 1957 г., е посветена на химията на ензима алдехид дехидрогеназа, един от алкохолните ензими, които катализират окисляването на етиловия алкохол до ацеталдехид и вода. Благодарение на работата, извършена през 50-те години в университета в Кеймбридж, изследователяьт Фредерик Сангър изяснява, че функцията на ензима се определя от подреждането на аминокиселините в него, особено в антигенпродуциращата област на ензимната молекула, известна като активен център.

Милстейн получава стипендия от Британския съвет, което му позволява да работи от 1958 до 1961 г. в лабораторията на Сангър, под чието ръководство завършва серия от изследвания върху активните центрове на ензимите. През 1960 г., когато получава докторска степен, той се присъединява към Съвета за медицински изследвания (СМИ) към катедрата по биохимия (сега СМИ-лабораторията по молекулярна биология) на университета в Кеймбридж. През 1961 г. Милстейн се завръща в Аржентина, за да оглави нов отдел по молекулярна биология в Националния институт по микробиология в Буенос Айрес, където планира да работи върху същите изследователски теми. Но военният преврат, извършен малко след завръщането му, довежда до факта, че много служители са уволнени от института, включително и неговият директор Игнасио Пироски. В знак на протест срещу уволнението Милстейн и още няколко млади служители подават оставки. През 1963 г. Милстейн се връща в Кеймбридж в лабораторията Сангър.

По предложение на Сангър той премина от изследване на ензимите към изследване на антителата - протеини, произвеждани от имунната система за свързване и инактивиране на чужди вещества (антигени). Както доказва през 30-те години Карл Ландщайнер, в животинските организми могат да се произвеждат хиляди различни видове антитела, всяко от които е предназначено да се бори със специфични антигени; всички антитела са сходни по своята химическа структура. Сангър смята, че Милстейн може да използва ензимологични методи за изследване на аминокиселините в активните центрове на различните антитела. „Идеята беше да разберем дали аминокиселинната последователност се различава в две различни антитела и ако е така, да видим какви са съответните разлики“, пише Милстейн. Но той не успява да се справи с този експеримент.

Основната трудност, пред която е изправен Милстейн, е практическата невъзможност да се изолират само две антитела. Родни Р. Портър доказва, че дори серумът, съдържащ антитела и реагиращ само с един антиген, е смес от антитела с различни активни центрове. Портър, Джералд М. Еделман и други учени, изучаващи химическата структура на антителата, преодоляват тази трудност при проучването на миеломните протеини. Миеломът е тумор, съдържащ клетки, които синтезират антитела. Клетките от определен тип миелом образуват клонинг и са генетично идентични със следващите поколения клетки на предишен тумор. Както прогнозира Макфарлейн Бърнет няколко години преди тези изследвания, всички клонирани клетки произвеждат едни и същи антитела.

Милстейн и колегите му от СМИ-лабораторията прекарват по-голямата част от 60-те години в аминокиселинен анализ на различни миеломни протеини. В началото на 70-те години. те преминават към изследване на антителата на дезоксирибонуклеинова киселина (ДНК) и рибонуклеинова киселина (РНК), а Милстейн прави много ценни обобщения за структурата на антителата и техните гени.

Основният проблем при изследването на антителата през 60-те години е да се разбере как имунната система произвежда явно безкрайно разнообразие антитела от ограничено количество ДНК. Много изследователи смятат, че гените на антителата са подложени на високи нива на мутация. В началото на 70-те години Милстейн и колегите му търсят следи от мутации сред миеломните клетки, отглеждани в лабораторни култури. Резултатите обаче не са много успешни, главно защото е много трудно да се идентифицира мутиралата клетка. „Ние все повече разбирахме, че има само един изход – да използваме миеломна клетъчна култура, способна да поражда категорични антитела“, пише по-късно Милстейн. Миеломните клетки, които учените използват, наистина произвеждат антитела, но Милстейн и колегите му не могат да намерят антигени, с които тези антитела да взаимодействат. Те трябва да започнат с антиген и едва след това да намерят миелом, който произвежда съответното антитяло. Това би направило възможно лесното разпознаване на мутантите сред потомците на този миелом, тъй като те биха загубили способността си да свързват антигени.

През 1974 г. Милстейн се заема с решаването на този проблем заедно с Георг Кьолер, който защитава докторска дисертация и идва от Швейцария, за да се занимава с изследвания в Кеймбридж. Двамата учени използват метод, разработен от един от сътрудниците на Милстейн, Р. Котън, който открива, че клетки от два различни миелома могат да се слеят, което води до хибрид, който произвежда и двата протеина от предишните тумори. Кьолер имунизира мишка със специфичен антиген, след което изолира произвеждащите антитела плазмени клетки и ги слива с миеломни клетки. Резултатът е хибриден миелом или хибридом, който има способността да произвежда антитела като нормалния предшественик, но расте бързо като своя туморен предшественик. При правилна манипулация хибридомите могат да бъдат изолирани като клонове, произхождащи от единично сливане на клетки. Техни продукти са единичните моноклонални антитела.

Милстейн и Кьолер публикуват методиката за производство на моноклонални антитела през 1975 г. Скоро става ясно, че перспективите за използване на метода отиват далече отвъд проблема с причиняването на мутации в клетките, произвеждащи антитела. Стана възможно да се получат моноклонални антитела, които дават необичайно ясни, специфични и стандартизирани реакции с всякакви антигени. До началото на 80-те години започва доста широко търговско производство на моноклонални антитела за диагностични цели и се разработват базирани на хибридомите контролирани ваксини и антитуморни терапевтични средства.

В края на 70-те години. Милстейн подобрява своя метод за получаване на моноклонални антитела и прави всичко възможно, за да ускори тяхното използване, след което се връща към изпълнение на първоначалните си планове: изследване на генетичната основа на разнообразието от антителата и на промените в имунния отговор с продължително действие на антиген. През 1983 г. ученият е назначен за ръководител на отдела по химия на протеините и нуклеиновите киселини към СМИ-лабораторията.

През 1953 г. Милстейн се жени за Селия Прилелтенски, биохимичка; семейството няма деца.

Сред отличията на Милстейн са наградата Волф за медицина на израелската фондация „Волф“ (1980 г.), наградата Луиза Грос Хорвиц на Колумбийския университет (1980 г.), Международната награда на фондацията „Гарднър“ (1981), Кралския медал на Лондонското кралско дружество (1982 г.), наградата Албърт Ласкер за фундаментални медицински изследвания (1984 г.) и медала Дейл на Лондонското ендокринологично дружество (1984 г.). Член е на Европейската организация по молекулярна биология към Лондонското кралско дружество, на Американската национална академия на науките, на Американската академия на науките и изкуствата и на Лондонския кралския колеж на лекарите.

Превод от руски: Павел Б. Николов