Bengt Ingemar Samuelsson (*1934)

V roce 1982 získali Nobelovu cenu za fyziologii nebo lékařství švédští biochemici Sune Bergström a Bengt Samuelsson z Karolinského institutu ve Stockholmu a britský biochemik a farmakolog John Vane z Wellcomeových výzkumných laboratoří v anglickém Beckenhamu (1). Prvně jmenovaného jsme představili v minulém čísle ČLČ, nyní přinášíme stručnou biografii jeho žáka a spolupracovníka.

Mentor Sune Bergström

Bengt Ingemar, syn kupce Anderse Samuelssona a jeho ženy Kristiny, rozené Nilssonové (2), se narodil 21. května 1934 v Halmstadu (3) na švédském pobřeží průlivu Kattegat. Po základní škole v rodišti (4) dosáhl na univerzitě v Lundu (3) bakalářského stupně v biologii (5); v magisterském studiu lékařství ho pak svými přednáškami zaujal profesor fyziologické chemie (4) Sune Bergström (1916–2004), jenž tu s Janem Sjövallem nedávno (roku 1957) z beraních semenných váčků izoloval krystalický prostaglandinový faktor účinkující na hladkou svalovinu králičího dvanáctníku (6). 

V Bergströmově laboratoři se student Bengt osvědčoval jako platný spolupracovník a brzy i spoluautor profesorovy práce o metabolismu cholesterolu se zvláštním zřetelem k reakčnímu mechanismu (Bile acids and steroids. LXXXII. On the mechanism of deoxycholic acid formation in the rabbit. J Biol Chem 1959; 234(8): 2022–2025; s Bergströmem a Lindstedtem). Nadto zde stihl poznat svou budoucí ženu Karin Bergsteinovou, s níž pak měl dcery Elisabet a Astrid a syna Bo (3); tím se však lundská kapitola Samuelssonova života uzavřela, neboť jeho mentor Bergström, jmenovaný roku 1958 profesorem chemie v Karolinském institutu, přešel do Stockholmu s celou skupinou a schopného studenta vzal s sebou (4).

V Karolinském institutu studoval Bengt souběžně medicínu i biochemii. Po obhájení disertace o reakčních mechanismech tvorby a přeměny žlučových kyselin (Studies on reaction mechanisms in bile acid formation and metabolism. Almqvist & Wiksell, Uppsala, 1960) byl roku 1960 jmenován docentem lékařské chemie, rok nato promován na doktora medicíny (3) a akademický rok 1961/62 strávil postgraduálním studiem teoretické a syntetické organické chemie (4) v Chemickém ústavu Harvardovy univerzity (3), jehož přednostou byl nedávný Bergströmův host v Lundu Elias James Corey (1928).

Zkoumání molekulární struktury prostaglandinů

Ve Stockholmu mezitím Bergström a Sjövall roku 1960 při zkoumání výtažku z beraních semenných váčků izolovali z fosfátového pufru v krystalické formě prostaglandin F (PGF) stimulující hladkou svalovinu a poté z éterové frakce izolovali prostaglandin E (PGE) rovněž stimulující hladkou svalovinu a snižující krevní tlak. K pokroku dalšího výzkumu výrazně přispěl karolinský chemik Erik Ragnar Ryhage konstrukcí kombinace plynového chromatografu s hmotnostním spektrometrem k odvozování struktury prostaglandinů z hmotnostně spektrometrické identifikace produktů jejich vystavením účinku slabých kyselin nebo zásad.

Samuelsson po návratu z USA roku 1962 s těmito kolegy prozkoumal molekulární strukturu prostaglandinů E₁, F_1α a F_1β (The structures of prostaglandin E₁, F_1α and F_1β. J Biol Chem 1963; 238: 3555–3564, s Bergströmem, Ryhagem a Sjövallem), zakrátko (téhož roku 1964 jako nizozemský chemik David Adriaan van Dorp, ale nezávisle na něm) s Bergströmem a Henrym Danielssonem prozkoumal molekulární strukturu prostaglandinu E₂ a na základě stanovení této struktury identifikoval prostaglandiny coby deriváty kyseliny arachidonové – jako produkty enzymatické konverze této 20uhlíkové polynenasycené mastné kyseliny syntetizované u člověka z kyseliny linolové, čímž prokázal, že prostaglandiny jsou produkty esenciálních mastných kyselin (The enzymatic formation of prostaglandin E₂ from arachidonic acid. Biochim Biophys Acta 1964; 90(1): 207–210, s Bergströmem a Danielssonem). Na 2. nobelovském sympoziu ve Stockholmu roku 1966, věnovaném prostaglandinům, se podílel jako spolueditor sborníku se svým přednostou (S. Bergström and B. Samuelsson (eds.). Prostaglandins: Proceedings of the Second Nobel Symposium, Stockholm, June 1966. Almqvist & Wiksell, Stockholm 1967, s. 21–30).

Odchod z Karolinského institutu do stockholmské Královské veterinární koleje, kde byl Samuelsson roku 1967 jmenován profesorem lékařské chemie (3), ukončil jeho plodnou badatelskou spolupráci s Bergströmem, ne však Samuelssonův výzkum prostaglandinů, nyní ovšem zohledňující veterinární a plemenářské účely (The distribution of 15-hydroxy prostaglandin dehydrogenase and prostaglandin-delta 13-reductase in tissues of the swine. Acta Physiol Scand 1971; 81(3): 396–404; s Anggårdem a Larssonem). 

V roce 1972 (2), kdy u Elseviera v New Yorku začal vycházet časopis Prostaglandins, se Samuelsson vrátil do Karolinského institutu jako profesor a přednosta Ústavu lékařské a fyziologické chemie (3). S Matsem Hambergem zde roku 1973 objevil a izoloval endoperoxid, labilní mezičlánek biosyntézy prostaglandinů z kyseliny arachidonové (Detection and isolation of an endoperoxide intermediate in prostaglandin biosynthesis. Proc Natl Acad Sci U S A 1973; 70(3): 899–903, s Hambergem), a s týmž kolegou roku 1974 prokázal, že lidské krevní destičky přeměňují kyselinu arachidonovou nejen známou cyklooxygenázovou cestou v prostaglandiny a kyselinu 12-hydroxyheptadekatrienovou, ale také nezávisle na cyklooxygenáze cestou lipoxygenázovou v kyselinu 12(S)-hydroperoxy-5,8,10,14-eikosatetraenovou; u arachidonát-12-lipoxygenázy (ALOX12) tak poprvé prokázal aktivitu savčí lipoxygenázy (Prostaglandin endoperoxides. Novel transformations of arachidonic acid in human platelets. Proc Natl Acad Sci U S A 1974; 71(9): 3400–3404; s Hambergem).

Objev tromboxanů

V roce 1975 s Hambergem a Janem Svenssonem objevil tromboxany (cyklické eikosanoidy tvořené z eikosapolyenových kyselin lipoxygenázovou cestou) dvojího druhu: v krevních destičkách tvořený tromboxan A₂ s vazokonstrikčními a silně indukčními účinky na shlukování krevních destiček i uvolňování zrnek z nich, jeho hydrolýzou pak vznikající inaktivní tromboxan B₂ (Thromboxanes: a new group of biologically active compounds derived from prostaglandin endoperoxides. Proc Natl Acad Sci U S A 1975; 72(8): 2994–2998; s Hambergem a Svenssonem).

S Bergströmem byl roku 1975 na Kolumbijské univerzitě v New Yorku poctěn Cenou Louisy Gross Horwitzové za vynikající základní výzkum v biologii nebo biochemii (3), s Rodolfem Paolettim redigoval první dva svazky nového periodika Advances in Prostaglandin and Thromboxane Research (Adv Prostaglandin Thromboxane Res 1976; 1, 2, ed. spolu s Paolettim), jako hostující profesor chemie působil roku 1976 na Harvardově univerzitě (3) a roku 1977 v Massachusettském technologickém institutu (4). S Bergströmem a britským objevitelem cyklického eikosanoidu prostacyklinu Johnem R. Vanem dostal roku 1977 v New Yorku Cenu Alberta Laskera za základní lékařský výzkum (3), jež se mnohokrát předtím i potom ukázala jako předpověď brzké ceny Nobelovy už od chvíle, kdy pražský rodák Carl Ferdinand Cori, první laureát Laskerovy ceny (1946), bral hned o rok později ve Stockholmu tu druhou (1947).

Leukotrieny a biochemická mediace astmatické odpovědi 

V letech 1978–1983 Samuelsson sloužil jako děkan Lékařské fakulty Karolinského institutu (3). Tehdy v roce 1979, zaměstnán pořádáním 1. svazku nového periodika Advances in Inflammation Research (Adv Infl Res 1979; 1, spolu s Weissmannem a Paolettim), objevil leukotrieny, acyklické eikosanoidy, produkty konverze kyseliny arachidonové účinkem lipoxygenázy v leukocytech, zvyšující permeabilitu krevních cév pro tekutiny (Introduction of a nomenclature: leukotrienes. Prostaglandins. 1979; 17(6): 785–787, s Borgeatem, Hammarströmem a Murphym). Se svými spolupracovníky určil molekulární stavbu leukotrienu C (Structure of leukotriene C: Identification of the amino acid part. Biochem Biophys Res Comm 1979; 91: 1266–1272; s Hammarströmem, Murphym, Coreyem a kol.). V pomalu reagující látce SRS-A odhalil spojení leukotrienů C₄, D₄ a E₄ a vyslovil hypotézu SRS-A jakožto biochemického mediátora astmatické odpovědi (Leukotrienes are potent constrictors of human bronchi. Nature 1980; 288: 484–486; s Dahlénem, Hedqvistem, Hammarströmem a kol.). V roce 1981 byl zvolen členem Královské švédské akademie věd (2). Rok nato uspořádal 9. svazek Advances in Prostaglandin, Thromboxane, and Leukotriene Research (Leukotrienes and other lipoxygenase products. Raven Press, New York, 1982, ed. spolu s Paolettim).

Nobelova cena 

1. října 1982 oznámil stockholmský Nobelův výbor, že „za své objevy týkající se prostaglandinů a příbuzných biologicky aktivních látek“ obdrží Nobelovu cenu za fyziologii nebo lékařství pro rok 1982 rovným dílem Sune K. Bergström, jeho lundský žák a stockholmský kolega Bengt I. Samuelsson a nezávisle na nich pracující biochemik a farmakolog z Wellcomeových výzkumných laboratoří v anglickém Beckenhamu John R. Vane (1). 8. prosince 1982 měl Samuelsson ve Stockholmu nobelovskou přednášku (From studies of biochemical mechanism to novel biological mediators: prostaglandin endoperoxides, thromboxanes and leukotrienes. Nobel Lecture, 8 December 1982.Biosci Rep1983; 3(9): 791–813) (7) a 10. prosince představil trojici laureátů švédskému králi profesor klinické fyziologie a rektor Karolinského institutu Bengt Pernow. Ten v prezentačním projevu vyzvedl Bergströmův zakladatelský podíl na izolaci prvních prostaglandinů a odhalení, že nejde o jednu látku, nýbrž o systém, jehož prekurzorem jsou nenasycené mastné kyseliny. Poté zdůraznil Samuelssonovu zásluhu o chemický pokrok v izolaci a určení struktury i vzájemného vztahu nejvýznamnějších složek tohoto systému, načež zmínil Vaneův objev prostacyklinu jakožto důležité složky systému a objev podstaty analgetických a antipyretických vlastností kyseliny acetylsalicylové v inhibici tvorby prostaglandinů (8).

Neúnavný objevitel a pocta poštovní známkou

Krátce po svém zvolení (1983) rektorem Karolinského institutu (2) Samuelsson s Charlesem N. Serhanem z Bostonu a Hambergem objevil lipoxiny A a B, eikosanoidy tvořené z kyseliny arachidonové v lidských leukocytech (Lipoxins: novel series of biologically active compounds formed from arachidonic acid in human leukocytes. Proc Natl Acad Sci U S A 1984; 81: 5335–5339; se Serhanem a Hambergem); se Serhanem, Kypřanem Kyriakem Nicolaouem, Stephenem E. Webberem z texaského Austinu a dalšími pak prozkoumal jejich acyklickou strukturu a jejich tvorbu lipoxygenázovou cestou (Stereochemistry and biosynthesis of lipoxins. Adv Prostaglandin Thromboxane Leukot Res 1987; 17A: 90–93, spoluaut. Serhan, Nicolaou, Webber a kol.). Redigoval sborníky z konferencí v Erice na Sicílii (Drugs affecting leukotrienes and other eicosanoid pathways. NATO ASI Series A vol. 95. Plenum Press, New York – London, 1985, spolueditoři Berti, Folco a Velo. – Prostanoids and drugs. Ibid. 1990) a ve Florencii (Prostaglandins and related compounds. Adv Prostaglandin Thromboxane Leukot Res 1987; 17A: 1–586).

V roce 1990 byl zvolen zahraničním členem britské učené Královské společnosti (9). Když roku 1995 opouštěl po 12 letech rektorát Karolinského institutu (4), byl tehdy už 2 roky z dalších celkem 12 let (1993–2005) předsedou výboru Nobelovy nadace (10) a redigoval monografie o eikosanoidech (Eicosanoids: from technology to therapeutic applications. NATO ASI Ser. A 283, Plenum Publ. Co., New York, 1996, spolueditoři Folco, Maclouf, Velo) i o nových inhibitorech leukotrienů použitelných v léčbě astmatu, zánětů a alergických chorob (Novel inhibitors of leukotrienes. Birkhäuser Verlag, Basel – Boston – Berlin, 1999, spolueditoři Folco a Murphy).

K jeho poctě byla ve Švédsku roku 1996 vydána poštovní známka (4). A literaturu o eikosanoidech, k jejichž poznání zásadní měrou přispěl, rozmnožilo na přelomu století každoročně zhruba 3 tisíce přírůstků s názvy prostaglandinů, prostacyklinů, leukotrienů či tromboxanů v titulech publikací (10).

Adresa pro korespondenci:

MUDr. Pavel Čech 

Kabinet dějin lékařství 3. LF UK 

Ruská 87 

100 00  Praha 10 

e-mail: pavel.cech@lf3.cuni.cz