НОБЕЛОВИ ЛАУРЕАТИ / 1986 г. / ФИЗИОЛОГИЯ ИЛИ МЕДИЦИНА / СТЕНЛИ КОЕН

Стенли Коен (Stanley Cohen)

17 ноември 1922 г. - 5 февруари 2020 г.

Нобелова награда за физиология или медицина (заедно с Рита Леви-Монталчини)

(За откриването на растежните фактори.)

Американският биохимик и зоолог Стенли Коен е роден в района „Флатбуш“ на „Бруклин“ (Ню Йорк). Родителите му са еврейски емигранти от Русия - шивачът Луис Коен и Фани (Фейтел) Коен. Семейството има четири деца. По време на Голямата депресия финансовите дела на семейството са разстроени, но родителите все пак настояват децата им да получат образование. Като дете Коен боледува от детски паралич, от което накуцва до края на живота си, а също така преживява дълбок емоционален шок. Още когато посещава средното училище „Джеймс Мадисън“, Коен се интересува от научни изследвания. Както по-късно казва, още в младостта си осъзнава, че неговата „главна движеща сила е желанието да разбере, доколкото има възможности и талант, света около себе си“.

След като завършва средното училище, Коен започва да учи химия и зоология в Бруклинския колеж. През 1943 г. получава бакалавърска степен. Благодарение на значителните си успехи той получава стипендия от колежа „Оберлин“ в Охайо и го завършва през 1946 г. с магистърска степен по зоология. След това се премества в Ан Арбър и става преподавател по биохимия в Мичиганския университет. Там получава през 1948 г. докторска степен за дисертация върху метаболизма на земния червей.

През следващите четири години Коен работи като преподавател в катедрата по биохимия и педиатрия към Медицинския факултет на Колорадския университет в Денвър, където заедно с американския педиатър Хари Гордън провежда важни изследвания върху обмена на креатинина (съдържащо азот вещество, открито в урината, мускулната тъкан и кръвта) при недоносените и новородените бебета. През 1952 г. ученият се мести в Сейнт Луис, където работи една година като стажант от името на Американското онкологично дружество към катедрата по радиология на Вашингтонския университет, а през следващите шест години като адюнкт-професор към катедрата по зоология. В Сейнт Луис Коен продължава изследванията си върху биохимията на процесите на растеж и именно тук, заедно с Виктор Хамбургер и Рита Леви-Монталчини, прави първите си важни открития в тази област.

До това време е установено, че добавянето на някои екстракти от органи и кръвен серум към клетки, култивирани в стъклени съдове (in vitro), може да удължи растежа на тези клетки. Но факторите, които регулират растежа, остават неизвестни и изключително трудни за изследване. Тази област има отношение към една от най-големите тайни на живота - въпросът как сливането на генетичния материал от яйцеклетката и сперматозоида произвежда милиарди телесни клетки, които се развиват в различни тъкани със специфични функции. През 1952 г. Леви-Монталчини открива, че веществата, съдържащи се в дадени миши тумори, могат да предизвикат бърз растеж на някои части от нервната система в пилешките ембриони. Активният фактор на тези вещества е наречен фактор на растежа на нервната тъкан (ФРНТ). През 1953 г. Коен се присъединява към група изследователи от Вашингтонския университет и пристъпва към решаването на трудната задача за пречистване и идентифициране на ФРНТ. Три години по-късно той и колегите му получават концентриран екстракт от миши тумор, който подпомага растежа. Този екстракт се състои от протеини и нуклеинови киселини, има много гъста консистенция и се изолира трудно. За да получи активен компонент, Коен добавя към екстракта змийска отрова, която съдържа ензим, разграждащ нуклеиновите киселини. За негова изненада се оказа, че тази отрова има по-голяма активност, подобна на ФРНТ активността, от самия екстракт. Това откритие стимулира търсенето на ФРНТ в други тъкани и през 1958 г. е открита висока активност на този фактор в слюнчените жлези на възрастни мишки. Това дава възможност на Коен да пречисти ФРНТ и да получи антитела към него. Впоследствие химичната структура на ФРНТ е дешифрирана: оказа се, че това е протеин с верига от 118 аминокиселини. При свързването на две такива вериги се образува биологично активен фактор. Това постижение на Коен е много важно за невробиологичните изследвания, защото учените получават един ясно дефиниран химичен агент, който стимулира растежа на нервните клетки, и друг, който го задържа.

Вашингтонският университет е много продходяща научна институция за учени като Коен. Там, в лабораторията на Карл Ф. Кори и Герти Т. Кори, работят известни биохимици и физиолози - Северо Очоа, Херман Калкар, Ърл У. Съдърланд и Сидни Коловик. Коен и Коловик се сприятеляват и запазват приятелството си за цял живот. През 1959 г. те отиват заедно в медицинското училище към университета „Вандербилт“ в Нешвил, Тенеси, където се специализират в областта на ендокринологията (наука за ендокринните жлези и други тъкани, които произвеждат хормони) и на въздействието на хормоните. В университета Коен продължава да изследва растежните фактори, като работи първо като асистент-професор по биохимия, след това от 1962 г. като адюнкт-професор и накрая от 1967 г. като редовен професор. През 1976 г. заема длъжността професор по биохимия, създадена от Американското онкологично дружество.

В началото на изследването на ефектите на ФРНТ Коен открива, че ако новородени мишки се инжектират с екстракт от слюнчените жлези на възрастни мишки, очите им се отварят не за 13-14 дена, както е обикновено, а за 7 дена. Освен това зъбите им никнат необичайно рано. Коен разбира по-добре от всеки свой съвременник, че „отварянето на очите на новородените мишки може да предостави ключа за тайните на биологичните ритми“. Той осъзнава, че „след като природата е употребила толкова много милиони години за усъвършенстване на функциите на тялото, би било интересно да се види как бихме могли да променим програмите, които тя е формирала“. Отговор на този въпрос е откриването на друг агент в екстрактите от слюнчени жлези, който Коен нарита епидермален растежен фактор (ЕРФ), защото стимулира растежа на епителните кожни клетки, които покриват вътрешните органи, повърхността на тялото и роговиците. В университета „Вандербилт“ Коен разработва прост и изящен метод, който позволява изолирането и пречистването на миши ЕРФ в сравнително големи количества, а през 1972 г. той и колегите му определят както аминокиселинната последователност на този полипептид (верига от 53 аминокиселини), така и трите участъка, в които веригата се затваря в пръстени. Освен това Коен получава антитела към ЕРФ. През 1975 г. той изолира човешки ЕРФ от урината на бременни жени и определя неговата аминокиселинна последователност. ЕРФ се превръща във важен инструмент за изследване на биохимичните сигнали, които регулират деленето и диференцирането на клетките.

Оказа се, че ЕРФ стимулира растежа на много видове клетки и засилва редица биологични процеси. Използвайки метода на радиоактивните белези, който позволява да се наблюдава взаимодействието на ЕРФ с рецепторите на веществото (иначе казано – с химични групи със специален афинитет към него), Коен и колегите му успяват да разкрият механизма на свързване на ЕРФ с тези рецептори и на проникване на комплекса в клетката. Оказва се, че в този процес, освен други компоненти, участва и ензимна система, която е универсална за действието на други растежни фактори, хормони и онкогенни вируси. Тези изследвания изиграват важна роля за последващото идентифициране от други изследователи на неизвестни досега растежни фактори и хвърля светлина върху действията на вирусите и на туморните процеси.

Възможно е ФРНТ да се окаже полезно терапевтичен препарат за възстановяване на увредена нервна тъкан. Тъй като ЕРФ стимулира заздравяването на кожните рани и роговиците на животните, в момента се провеждат клинични проучвания на ЕРФ на човека. В допълнение ЕРФ може да намери приложение при кожни трансплантации и лечение на тумори, когато този фактор или неговите рецептори се променят.

През 1951 г. Коен се жени за Оливия Барбара Ларсън. Семейството има три деца. След развод ученият се жени през 1981 г. за Джен Джордан. Коен харесва класическата музика, обича да свири на кларинет, а също така да играе тенис. Един от колегите му отбеляза, че той „принадлежи към поколението учени, които сами се занимават с наука и все още имат мазоли по ръцете си“. Коен прекарва много време в лабораторията. Често, когато мисли върху някоя идея, той върви по коридора със старите си панталони, чиито джобове са прогорени от лулата му.

Освен с Нобеловата награда Коен е удостоен с много други награди, сред които наградата за научни постижения Ърл Съдърланд на университета „Вандербилт“ (1978 г.), мемориалната награда Робъртсън на Националната академия на науките на Съединените щати (1981 г.), наградата Луис Розенстил за забележим принос в областта на фундаменталните медицински изследвания на университета „Брандайс“ (1982 г.), наградата Луиза Грос-Хорвиц на Колумбийския университет, Международната награда на фонда „Гарднър“ (1985 г.), националния медал „За научни постижения“ на Националната научна фондация и наградата Албърт Ласкер за фундаментални медицински изследвания (1986 г.). Член е на Американското дружество на биохимиците, на Международния институт по ембриология, на Националната академия на науките на САЩ и на Американската академия на науките и изкуствата. Коен е удостоен с почетна степен от Чикагския университет.

Превод от руски: Павел Б. Николов