FRANKFURT. Nasza krew odnawia się nieustannie. W każdej sekundzie do naszego krwioobiegu dodawane są miliony nowych komórek, które zastępują umierające komórki krwi. Pochodzą z hematopoetycznych (krwiotwórczych) komórek macierzystych w szpiku kostnym, a następnie stopniowo dojrzewają w kilku etapach. Tradycyjnie rozróżnia się cztery główne trajektorie rozwojowe: pierwsza trajektoria wytwarza czerwone krwinki, które transportują tlen, druga dostarcza trombocyty lub płytki krwi, które zatrzymują krwawienie i umożliwiają gojenie się ran. W trzeciej trajektorii rozwijają się białe krwinki, które zapewniają nam wrodzoną odporność immunologiczną, taką jak na przykład granulocyty, a w czwartej rozwijają się limfocyty B i T, które stanowią podstawę naszej nabytej obrony immunologicznej w zdarzenie infekcji. Jednak w miarę postępu badań coraz trudniej było odróżnić te trajektorie od siebie.

Hematopoetyczne komórki macierzyste odkryto w 1961 r. Odkrycie to umożliwiło wprowadzenie w latach 70. XX wieku przeszczepów szpiku kostnego w celu leczenia niektórych rodzajów białaczki. Obserwacja zachowania się przeszczepionych komórek w organizmie biorcy doprowadziła do wielu nowych spostrzeżeń na temat hematopoezy. Jednak fakt, że spostrzeżenia te uzyskano w sztucznych warunkach, ograniczył ich wartość informacyjną. W końcu przeszczepione komórki macierzyste zostały wcześniej pobrane z ich naturalnego środowiska. Jednak z pomocą markerów genetycznych od lat 80. XX wieku możliwe jest badanie rozwoju komórek krwi w ich naturalnym kontekście. Metodę tę, zwaną śledzeniem linii, stosowano z coraz większą precyzją w następnych dziesięcioleciach – ale tylko w doświadczeniach na zwierzętach, ponieważ, jak wiadomo, wszczepianie ludziom sztucznych markerów genetycznych jest wykluczone.

W ludzkiej krwi śledzenie rodowodu jest możliwe tylko poprzez obserwację naturalnych mutacji DNA, które występują po podziale komórki w jednej komórce potomnej, ale nie w drugiej, i które w związku z tym rozmnażają się tylko w określonych rodzinach komórek (klonach). W 2010 roku naukowcy próbowali prześledzić takie mutacje w całym genomie komórek krwi. Jednak ze względu na ponad trzy miliardy „liter” (par zasad) w naszym genomie i pomimo najnowocześniejszych metod jest to bardzo kosztowne i podatne na błędy. Dlatego Leif Ludwig skoncentrował się na wykazaniu naturalnych mutacji w mitochondriach komórek krwi. Te komórkowe potęgi mają swój własny, znacznie mniejszy genom składający się z około 16 600 par zasad. Leif Ludwig połączył ich analizę z najnowszymi technologiami sekwencjonowania pojedynczych komórek (single-cell omics), co umożliwiło mu jednoczesne stwierdzenie faktycznego stanu zdrowia badanych komórek. W międzyczasie on i jego zespół udoskonalili swoją metodę w taki sposób, że mogą analizować dziesiątki tysięcy komórek w próbkach szpiku kostnego i krwi pacjenta.

Od dawna przypuszczano, że hematopoetyczne komórki macierzyste nie są jednorodnym źródłem, ale raczej tworzą heterogenną pulę, z której rozwijają się różne trajektorie rozwojowe i rozgałęziają się w wielu kierunkach podczas ciągłego tworzenia nowej krwi. Na przykład jedna komórka macierzysta może wytwarzać tylko trombocyty lub płytki krwi, a inna wszelkiego rodzaju komórki krwi. Relacje w naszej krwi są zatem wysoce niejasne. Metoda analityczna Leifa Ludwiga pozwala teraz łatwiej je rozplątać, aby na przykład określić, w którym punkcie rozgałęzienia rozwija się komórka białaczkowa lub następuje zmiana zwyrodnieniowa. Otwiera to przed medycyną ludzką możliwość prowadzenia takich badań w przyszłości po raz pierwszy w codziennej praktyce klinicznej i wyprowadzania z nich interwencji terapeutycznych.

Od 2003 roku dr Leif Si-Hun Ludwig najpierw studiował biochemię na Wolnym Uniwersytecie w Berlinie, a następnie medycynę ludzką na Charité – Universitätsmedizin Berlin. Jako doktorant z biochemii prowadził badania w Whitehead Institute of Biomedical Research w latach 2011-2015 oraz jako pracownik naukowy ze stopniem doktora w Broad Institute of MIT i Harvard w latach 2016-2020, oba w Cambridge/USA. Od listopada 2020 r. kieruje grupą badawczą Emmy Noether Junior w berlińskim Instytucie Zdrowia w Charité i Berlińskim Instytucie Biologii Systemów Medycznych (Centrum Maxa Delbrücka).

Nagroda zostanie wręczona – wraz z nagrodą główną za rok 2023 – przez Przewodniczącego Rady Naukowej Fundacji im. Paula Ehrlicha 14 marca 2023 r. o godz. 17.00 we frankfurckim kościele Paulskirche.

Kino zwycięzcy nagrody i szczegółowe informacje ogólne – „Co mówi nam mitochondrium” – można pobrać ze strony: www.paul-ehrlich-stiftung.de

The Nagroda Paula Ehrlicha i Ludwiga Darmstaedtera za wczesną karierę, przyznany po raz pierwszy w 2006 r., jest przyznawany raz do roku przez Fundację im. Paula Ehrlicha młodemu naukowcowi pracującemu w Niemczech za wybitne osiągnięcia w badaniach biomedycznych. Nagroda pieniężna w wysokości 60 000 EUR musi zostać wykorzystana na cele związane z badaniami. Do nominacji kandydatów uprawnieni są profesorowie uniwersyteccy i starsi naukowcy z niemieckich instytucji badawczych. Laureatów nagród wybiera Rada Fundacji na podstawie rekomendacji ośmioosobowej komisji selekcyjnej.

The Fundacja Paula Ehrlicha jest prawnie zależną fundacją administrowaną powierniczo przez Stowarzyszenie Przyjaciół i Dobroczyńców Uniwersytetu Goethego. Honorowym Prezesem Fundacji, założonej w 1929 roku przez Hedwigę Ehrlich, jest prof. dr Katja Becker, Prezes Niemieckiej Fundacji Badawczej, która powołuje również wybranych członków Rady Fundacji i Kuratorium. Przewodniczącym Rady Naukowej Fundacji Paula Ehrlicha jest profesor dr Thomas Boehm, dyrektor Instytutu Immunobiologii i Epigenetyki Maxa Plancka we Freiburgu, a przewodniczącym rady nadzorczej jest profesor dr Jochen Maas, dyrektor zarządzający ds. badań i rozwoju, Sanofi-Aventis Deutschland GmbH. Pełniąc funkcję Przewodniczącego Stowarzyszenia Przyjaciół i Darczyńców Uniwersytetu Goethego, prof. dr Wilhelm Bender jest także członkiem Rady Naukowej Fundacji im. Paula Ehrlicha. Rektor Uniwersytetu Goethego jest w tym charakterze również członkiem Rady Powierniczej.

Uniwersytet Goethego jest uniwersytetem zorientowanym na badania w europejskim centrum finansowym we Frankfurcie nad Menem. Uczelnia została założona w 1914 roku dzięki prywatnym funduszom, głównie od sponsorów żydowskich, i od tego czasu osiągnęła pionierskie osiągnięcia w dziedzinie nauk społecznych, socjologii i ekonomii, medycyny, fizyki kwantowej, badań nad mózgiem i prawa pracy. Zyskał wyjątkowy poziom autonomii 1 stycznia 2008 r., Powracając do swoich historycznych korzeni jako „uniwersytet założycielski”. Dziś jest jednym z trzech największych uniwersytetów w Niemczech. Wraz z Politechniką w Darmstadt i Uniwersytetem w Moguncji jest partnerem międzypaństwowego strategicznego Sojuszu Uniwersytetów Ren-Men. Internet: www.uni-frankfurt.de