Sune Bergström (1916–2004)

V roce 1982 získali Nobelovu cenu za fyziologii nebo lékařství švédští biochemici Sune Bergström a Bengt Samuelsson z královského Karolinského institutu ve Stockholmu a britský biochemik a farmakolog John Vane z výzkumných laboratoří Wellcome v anglickém Beckenhamu (1).

Sune (1), plným jménem Karl Sune Detlof Bergström, narozený 10. ledna 1916 na stockholmském ostrově Kungsholmen (2), byl teprve 3letý, když na španělskou chřipku za pandemie roku 1919 zemřel ve věku nedožitých 30 let (3) jeho otec, městský hydrograf Sverker Bergström (1889–1919). Vdova Wera Bergströmová (4) potom jako učitelka sama živila a vychovala tři děti, z nichž Barbro se stala knihovnicí, pohrobek Folke učitelem a Sune badatelem, jehož světové slávy se však matce (1889–1978) nebylo dopřáno dožít (2, 3).

Chlapec pilující matematiku v přípravě na Technologický institut změnil volbu svého oboru, když střední školu dokončil s půlročním předstihem, do podzimu bylo daleko a on si uvědomil, že by mohl začít hned na lékařské fakultě stockholmského Karolinského institutu, jejíž znamenitou pověst založil důraz na vědu v lékařském kurikulu už v časech, kdy přednášky otce moderní chemie Jönse Jacoba Berzelia (1779–1848) navštěvovala i královská rodina.

Lékařská chemie − láska na první pohled

Právě v chemii se tu vědeckému výzkumu dařilo a jistě nikoli náhodou nadchl roku 1933 studenta 1. ročníku Bergströma pro svůj obor právě docent lékařské chemie, Fin Erik Jorpes (1894–1973). U tohoto průkopníka krevní transfuze v klinické praxi (3), jenž se víc než kdo jiný zasloužil o purifikaci heparinu i jeho léčebné využití (1), se Sune Bergström zapojil v Ústavu lékařské chemie Karolinského institutu do výzkumu heparinu hned v roce 1934 (Ueber die Wirkungsgruppe des Heparins. Naturwiss 1935; 23: 706) a v dalších letech jako Jorpesův asistent (5) v této práci pokračoval (On the relationship between the sulphur content and the anticoagulant activity of heparin preparations. Biochem J 1939; 33(1): 47–52, spolu s Jorpesem).

Pro slibného studenta však Jorpes měl jiný plán: při tehdejší absenci výzkumu lipidů a steroidů ve Švédsku (1) si přál svěřit Bergströmovi biochemii těchto sloučenin včetně žlučových kyselin (steroidů vznikajících oxidací cholesterolu). Jakmile tedy Sune v roce 1938 dostudoval, financoval mu Jorpes ze svých tantiém (3) v letech 1938–1939 výzkumnou stáž (6) ke studiu biochemie žlučových kyselin u G. A. D. Haslewooda v Královské postgraduální lékařské škole při Hammersmithově nemocnici v Londýně (1). Bergström pak získal jedenapůlroční (3) švédskoamerické stipendium pro studium samookysličení (autooxidace) cholesterolu u Rakušana Oskara Wintersteinera (1898–1971) (1), nejprve mezi lety 1940 a 1941 na Kolumbijské univerzitě v New Yorku (7) a potom v letech 1941–1942 ve Squibbově ústavu pro lékařský výzkum v New Brunswicku ve státě New Jersey (1) (Autoxidation of sterols in colloidal aqueous solution. The nature of the products formed from cholesterol. J Biol Chem 1941; 141: 597–610, spolu s Wintersteinerem).

Studium samookysličení kyseliny linolové

Po návratu do Švédska roku 1942 dopsal práci o mechanismu oxidace cholesterolu molekulárním kyslíkem (On the oxidation of cholesterol and other unsaturated sterols in colloidal aqueous solution by molecular oxygen. Ark Kemi Mineral Geol 1942; 16A(10): 1–72) a v lékařském Nobelově ústavu Karolinského institutu ve Stockholmu studoval samookysličení pro člověka esenciální polynenasycené mastné kyseliny linolové (7). V roce 1943 se oženil s Maj Gernandtovou (1911–2007) (4), laborantkou Karolinského institutu (3), a roku 1944 získal doktoráty v obou lékařství i biochemie a docenturu v oboru fyziologické chemie (1).

Jako asistent profesora Hugo Theorella (1903–1982) (7) v biochemické laboratoři Nobelova ústavu (1) objevil úlohu lipoxidázy v samookysličení kyseliny linolové a při purifikaci lipoxidázy (později přejmenované na lipoxygenázu) ze sójových bobů zjistil, že autooxidace působením lipoxidázy poskytuje tytéž produkty jako autooxidace katalyzovaná těžkým kovem (On the lipoxidase enzymes in soy bean. Ark Kemi Mineral Geol 1944; 19A(6): 1–9, spolu s Theorellem a Åkesonem). Zkoumal a určil strukturu hlavních produktů samookysličení kyseliny linolové; zjistil konjugaci dvojných vazeb a hydroperoxidovou skupinu na 9. či 13. atomu uhlíku (On the oxidation of linoleic acid with lipoxidase. Ark Kemi Mineral Geol 1945; 21A(15): 1–8. Autoxidation of linoleic acid. Nature 1945; 156: 717–718).

Osudový prostaglandin − počátky jeho zkoumání

1. října 1945 referoval o svém výzkumu na schůzi Fyziologického spolku Karolinského institutu za předsednictví profesora Theorella. Po schůzi mu zapisovatel spolku, profesor Ulf von Euler (1905–1983) (1), nabídl ke studiu vzorek lipidového výtažku z beraních semenných váčků (8), z něhož roku 1934 izoloval látku snižující krevní tlak a stimulující hladkou svalovinu a jako domněle specifickému produktu prostatických žláz jí dal jméno „prostaglandin“. Bergström se pustil do purifikace pomocí Craigovy protiproudové extrakce (5).

Po studijním pobytu na Basilejské univerzitě (1946–1947) byl jmenován profesorem fyziologické chemie v Lundu (1). Tam pokračoval ve studiu degradace cholesterolu na žlučové kyseliny a jejich metabolity, ve studiu střevní absorpce tuků i v purifikaci Eulerova koncentrátu (Prostaglandinets kemi. Nord Med 1949; 42(36): 1465).

V roce 1955 se stal dvojnásobným otcem, když manželka Maj porodila syna Rurika (2), budoucího počítačového obchodníka (3), a ze vztahu s chemičkou Karin Pääbovou (1925–2013) z rodiny estonských uprchlíků, spoluautorkou 5 jeho článků z let 1949–1955 v Acta Chemica Scandinavica (např. A method for the separation of saturated and monounsaturated fatty acids through hydroxylation. Acta Chem Scand 1954; 8(8): 1486–1487), přišel téhož roku na svět i budoucí evoluční genetik, jeden ze zakladatelů paleogenetiky a luštitel genomu neandertálce, Svante Pääbo (2). Nemanželskému synovi později Bergström vyhradil sobotní vycházky do přírody, před zákonnou rodinou vydávané za pracovní soboty, což manželka Maj strpěla a Rurik až do zralého věku neměl o bratrovi potuchy (9).

Do roku 1957 izoloval Bergström s Janem Sjövallem (1928) ze 100 kg beraních semenných váčků nepatrné množství nenasycené hydroxykyseliny v krystalické formě s účinkem patrným na hladké svalovině králičího dvanáctníku v koncentraci 5 × 10^–9 g/ml, nazval ji „prostaglandinovým faktorem“ a předběžně ohlásil přítomnost nejméně jednoho dalšího faktoru (The isolation of prostaglandin. Acta Chem Scand 1957; 11: 1086, spolu se Sjövallem).

Pokroky v dalším výzkumu PG a jeho praktické využití

Když byl roku 1958 jmenován profesorem chemie Karolinského institutu (1), přišel do Stockholmu se svou lundskou pracovní skupinou (5) včetně studenta Bengta Samuelssona (8). Se Sjövallem nejprve v krystalické formě izoloval prostaglandin F (PGF – F podle nálezu látky ve fosfátovém pufru), stimulující hladkou svalovinu (The isolation of prostaglandin F from sheep prostate glands. Acta Chem Scand 1960; 14: 1693–1700, spolu se Sjövallem), a poté izoloval prostaglandin E (PGE – E podle nálezu látky v éterové frakci), stimulující hladkou svalovinu a navíc snižující krevní tlak (The isolation of prostaglandin E from sheep prostate glands. Acta Chem Scand 1960; 14: 1701–1705, spolu se Sjövallem). Pokroku výzkumu výrazně prospěl karolinský chemik Erik Ragnar Ryhage konstrukcí kombinace plynového chromatografu s hmotnostním spektrometrem (5) k odvozování struktury prostaglandinů E₁, F_1α a F_1β z hmotnostně spektrometrické identifikace produktů působením slabých kyselin nebo zásad na prostaglandiny (The structures of prostaglandin E₁, F_1α and F_1β. J Biol Chem 1963; 238: 3555–3564, spolu s Ryhagem, Samuelssonem a Sjövallem).

V letech 1963–1966 Bergström sloužil jako děkan lékařské fakulty (5). V roce 1964 současně s nizozemským chemikem Davidem Adriaanem van Dorpem (1915–1995) a nezávisle na něm prokázal enzymatickou konverzi kyseliny arachidonové v prostaglandin E₂. Tato kyselina je u člověka syntetizována z kyseliny linolové, objev tedy přispěl k určení prostaglandinů jako produktů metabolismu esenciálních mastných kyselin (The enzymatic formation of prostaglandin E₂ from arachidonic acid. Biochim Biophys Acta 1964; 90(1): 207–210, spolu s Danielssonem a Samuelssonem). Na 2. nobelovském sympoziu roku 1966 o prostaglandinech se podílel jako přednášející i editor sborníku (Isolation, structure and action of the prostaglandins. In: Bergström S, Samuelsson B (eds.). Prostaglandins: Proc. 2^nd Nobel Symp., Stockholm, June 1966. Almqvist & Wiksell, Stockholm 1967: 21–30). V roce 1969 byl zvolen rektorem Karolinského institutu (1). Téhož roku byl v Karolinské nemocnici proveden první léčebný potrat pomocí prostaglandinu (Prostaglandins for induction of therapeutic abortion. Lancet 1970; 1: 190–191, spolu s Rothem-Brandelem et al.).

Světový ohlas a ocenění

V lednu 1972 nakladatelství Elsevier vydalo 1. číslo 1. ročníku časopisu Prostaglandins. V roce 1973 Bergström editoval sborník z vídeňské prostaglandinové konference (International conference on prostaglandins, Vienna, September 25 to 28, 1972. Adv Biosci vol. 9. Pergamon Press, Oxford, 1973). Roku 1975 obdržel spolu se Samuelssonem na Kolumbijské univerzitě v New Yorku Cenu Louisy Gross Horwitzové a byl zvolen předsedou kolegia ředitelů Nobelovy nadace (1). V roce 1976 dostal čestný doktorát Harvardovy univerzity (1), roku 1977 spolu se Samuelssonem a britským kolegou Johnem R. Vanem v New Yorku Cenu Alberta Laskera (1).

Byl zvolen předsedou celosvětového poradního výboru pro lékařský výzkum Světové zdravotnické organizace (WHO) (1), přijat za člena Německé přírodovědné akademie Leopoldiny (4) a s Vanem editoval kolektivní monografii (Prostacyclin. Raven Press, New York, 1979). Rektorský úřad v roce 1977 naopak složil (7) a ve prospěch výzkumu, jímž mj. prokázal ochranné působení prostaglandinu E₂ proti nežádoucím účinkům nesteroidních antiflogistik na sliznici trávicího traktu (Protective treatment with prostaglandin E₂ in the gastrointestinal tract during indomethacin treatment of rheumatic patients. Gastroenterology 1980; 76: 479–483, spolu s Johanssonem et al.), se v roce 1981 vzdal i přednášek na fakultě (6).

Nobelovský vrchol

1. října 1982 rozhodlo Nobelovské shromáždění Karolinského institutu ve Stockholmu, že Nobelovu cenu za fyziologii nebo lékařství pro rok 1982 obdrží 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 „za své objevy týkající se prostaglandinů a příbuzných biologicky aktivních látek“ (1). 8. prosince 1982 měl Bergström ve Stockholmu nobelovskou přednášku (The prostaglandins: from the laboratory to the clinic. Nobel lecture. Angew Chem Int Ed Engl 1983; 22(11): 858–866).
2. prosince představil trojici laureátů švédskému králi profesor klinické fyziologie a rektor Karolinského institutu Bengt Pernow; v prezentačním projevu vyzvedl Bergströmův zakladatelský podíl v 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 (1).

Neúnavný badatel a mentor

V letech 1983–1985 Sune Bergström předsedal Královské švédské akademii věd, v čele kolegia ředitelů Nobelovy nadace stál do roku 1987 (4), toho času mu čestný doktorát lékařských věd udělila Univerzita Karlova v Praze (10) a roku 1996 švédská poštovní známka připomněla jeho 80. narozeniny (7). Zájem o základní výzkum neztratil nikdy: bývalé kolegy po léta soustavně zpovídal, čím se právě zabývají; kdykoliv stockholmského profesora gynekologie Bygdemana probudil v noci telefon, bylo jisté, že má buď příslužbu, nebo na drátě bývalého supervizora a častého spoluautora s dotazem, co Bygdeman zrovna řeší (8).

Neúnavného badatele přemohla až cévní mozková příhoda a pneumonie, jíž Sune Bergström 15. srpna 2004 ve Stockholmu podlehl (8).

Korespondenční adresa

MUDr. Pavel Čech

Kabinet dějin lékařství

3. LF UK Ruská 87

100 00  Praha 10

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