Το Νόμπελ Ιατρικής 2023 ήταν
απονεμήθηκε στους Katalin Karikó και Drew Weissman
δύο από τους επιστήμονες των οποίων η εργασία βοήθησε να ανοίξει ο δρόμος για τα εμβόλια mRNA κατά του COVID-19.
Karikó
είναι βιοχημικός από το Πανεπιστήμιο Sagan στην Ουγγαρία και επίκουρος καθηγητής στο Πανεπιστήμιο της Πενσυλβάνια. Ο Karikó ήταν επίσης ανώτερος αν
τι
πρόεδρος και επικεφαλής του τμήματος αντικατάστασης πρωτεΐνης RNA στη BioNTech μέχρι το 2022 και υπήρξε σύμβουλος της εταιρείας.
Βάισμα
n είναι ερευνητής εμβολίων στην Ιατρική Σχολή Perelman του Πανεπιστημίου της Πενσυλβάνια και Διευθυντής του Ινστιτούτου Penn για
Και
νοτομίες RNA.
[Related:
How does an mRNA vaccine work?
]
Το βραβείο απονέμεται από τη Συνέλευση Νόμπελ του Ιατρικού πανεπιστημίου Karolinska Institute της Σουηδίας και συνοδεύεται από την υπογραφή του χρυσού φαρμάκου και περίπου 1 εκατομμύριο δολάρια (11 εκατομμύρια σουηδικές κορώνες).
«Μέσα από τα πρωτοποριακά ευρήματά τους, τα οποία άλλαξαν θεμελιωδώς την κατανόησή μας για το πώς το mRNA αλληλεπιδρά με το ανοσοποιητικό μας σύστημα, οι βραβευθέντες συνέβαλαν στον πρωτοφανή ρυθμό ανάπτυξης εμβολίων κατά τη διάρκεια μιας από τις μεγαλύτερες απειλές για την ανθρώπινη υγεία στη σύγχρονη εποχή».
έγραψε το πάνελ σε δελτίο τύπου
.
Μια πιθανή αλλαγή παιχνιδιού για τα εμβόλια
Προηγουμένως, η ανάπτυξη ιών, ή τουλάχιστον κομμάτια ιών, ήταν απαραίτητη για την κατασκευή ενός εμβολίου. Οι ιοί καλλιεργούνταν συχνά σε γιγαντιαίες δεξαμενές κυττάρων ή μέσα ή μέσα
αυγά κοτόπουλου, όπως τα περισσότερα εμβόλια γρίπης
. Οι ιοί στη συνέχεια καθαρίζονται πριν γίνουν εμβόλιο.
Η χρήση αγγελιοφόρου RNA (mRNA) στα εμβόλια είναι πολύ διαφορετική. Ξεκινά με ένα απόσπασμα γενετικού κώδικα που φέρνει οδηγίες για την παραγωγή πρωτεϊνών. Εάν επιλεγεί η σωστή πρωτεΐνη του ιού για το εμβόλιο, τότε το σώμα παράγει τις δικές του άμυνες έναντι του ιού.
Οι γενετικές πληροφορίες που κωδικοποιούνται στο DNA μεταφέρονται στο mRNA, το οποίο χρησιμοποιείται ως σχέδιο για την παραγωγή πρωτεΐνης στα κύτταρά μας.
Κατά τη δεκαετία του 1980
, ξεκίνησαν αποτελεσματικές μέθοδοι για την παραγωγή mRNA χωρίς κυτταρική καλλιέργεια. Αυτή η διαδικασία, που ονομάζεται in vitro
μεταγραφή
, επιτάχυνε την ανάπτυξη εφαρμογών μοριακής βιολογίας σε πολλά πεδία, αλλά η χρήση τεχνολογιών mRNA για εμβόλια είχε πολλά εμπόδια. Το in vitro μεταγραμμένο mRNA ήταν
θεωρείται ασταθής και δύσκολο να παραδοθεί
δεδομένου ότι απαιτούσε από τους επιστήμονες να αναπτύξουν εξελιγμένα συστήματα λιπιδίων φορέα για να περικλείουν το mRNA και να προκαλέσουν κάποιες πρώιμες φλεγμονώδεις αντιδράσεις.
[Related:
The FDA just
green
-lit America’s first COVID vaccine
.]
Η Karikó αφοσιώθηκε στην ιδέα της χρήσης mRNA για εμβόλια και άλλα θεραπευτικά μέσα κατά τη δεκαετία του 1990, όταν έγινε συνάδελφος με τον Weissman. Ο Weissman ενδιαφερόταν για τα δενδριτικά κύτταρα, τα οποία είναι σημαντικά για την ανοσολογική επιτήρηση και την ενεργοποίηση ανοσοαποκρίσεων που προκαλούνται από το εμβόλιο.
Η σημαντική ανακάλυψη
Οι δυο τους άρχισαν να επικεντρώνονται
πώς αλληλεπιδρούν διαφορετικοί τύποι RNA με το ανοσοποιητικό σύστημα
και παρατήρησε ότι τα δενδριτικά κύτταρα αναγνωρίζουν το in vitro μεταγραμμένο mRNA ως ξένη ουσία. Αυτό οδηγεί στην ενεργοποίησή τους και την απελευθέρωση των φλεγμονωδών μορίων σηματοδότησης. Το mRNA από κύτταρα θηλαστικών δεν προκάλεσε την ίδια αντίδραση, έγραψε η ομάδα. Διαφορετικοί τύποι mRNA, επομένως, πρέπει να διακρίνονται.
Το RNA περιέχει τέσσερις βάσεις που συντομεύονται
A, U, G και C
. Αυτά τα γράμματα αντιστοιχούν στα γράμματα του γενετικού κώδικα στο DNA
Α, Τ, Ζ και Γ
. Οι Karikó και Weissman γνώριζαν ότι οι βάσεις στο RNA από κύτταρα θηλαστικών είναι συχνά χημικά τροποποιημένες και το in vitro μεταγραφόμενο mRNA
δεν είναι
. Στη συνέχεια αναρωτήθηκαν εάν η απουσία αλλαγμένων βάσεων στο in vitro μεταγραφόμενο RNA θα μπορούσε να εξηγήσει τις ανεπιθύμητες φλεγμονώδεις αντιδράσεις.
Για να μάθουν περισσότερα, δημιούργησαν διαφορετικές παραλλαγές mRNA που είχαν μοναδικές χημικές αλλοιώσεις στις βάσεις τους. Τα παρέδωσαν σε δενδριτικά κύτταρα και τα αποτελέσματα ήταν τεράστια.
Η φλεγμονώδης απόκριση σχεδόν εξαλείφθηκε όταν αυτές οι τροποποιήσεις βάσης συμπεριλήφθηκαν στο mRNA. Αυτή ήταν μια σεισμική αλλαγή στην επιστημονική κατανόηση του τρόπου με τον οποίο τα κύτταρα αναγνωρίζουν και ανταποκρίνονται σε διαφορετικές μορφές mRNA. . Δικα τους
τα αποτελέσματα δημοσιεύτηκαν το 2005
.
Το mRNA περιέχει τέσσερις διαφορετικές βάσεις, με συντομογραφία A, U, G και C. Οι βραβευμένοι με Νόμπελ ανακάλυψαν ότι το τροποποιημένο με βάση mRNA μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να εμποδίσει την ενεργοποίηση φλεγμονωδών αντιδράσεων (έκκριση μορίων σηματοδότησης) και να αυξήσει την παραγωγή πρωτεΐνης όταν το mRNA χορηγείται στα κύτταρα . ΠΙΣΤΩΣΗ: Mattias Karlén/Η Επιτροπή Νόμπελ για τη Φυσιολογία ή την Ιατρική.
COVID-19 και το μέλλον
Το ενδιαφέρον για την τεχνολογία mRNA άρχισε να επιταχύνεται με την ανακάλυψή τους. Σε
2010
αρκετές εταιρείες εργάζονταν για την ανάπτυξη της μεθόδου για ιούς όπως ο ιός Zika και ο MERS-CoV.
[Related:
White House invests $5 billion in new COVID vaccines and treatments as national emergency ends.
]
Μετά την έναρξη της πανδημίας COVID-19, αναπτύχθηκαν με ιλιγγιώδη ρυθμό δύο εμβόλια mRNA τροποποιημένα με βάση που κωδικοποιούν την επιφανειακή πρωτεΐνη SARS-CoV-2. Δύο πολύ αποτελεσματικά εμβόλια εγκρίθηκαν τον Δεκέμβριο του 2020.
Ένα από τα σημαντικότερα πλεονεκτήματα της τεχνολογίας mRNA ήταν ότι τα εμβόλια μπορούσαν να κατασκευαστούν σε εξαιρετικά μεγάλες ποσότητες, καθώς τα κύρια συστατικά τους κατασκευάζονται σε εργαστήρια, είπε ο ειδικός μολυσματικών ασθενειών του Πανεπιστημίου του Έξετερ, Bharat Pankhania.
Associated Press
. Η τεχνολογία mRNA θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να βελτιώσει τα εμβόλια για ασθένειες όπως ο Έμπολα, η ελονοσία και ο δάγκειος πυρετός, καθώς και να βοηθήσει στην ανοσοποίηση των ανθρώπων έναντι αυτοάνοσων ασθενειών όπως ο λύκος και ακόμη και ορισμένοι τύποι καρκίνου.
Οι βραβευθέντες θα λάβουν τα βραβεία τους σε τελετές στις 10 Δεκεμβρίου. Το βραβείο ιατρικής 2022 απονεμήθηκε στον Svante Pääbo για την αλληλουχία του γονιδιώματος του Νεάντερταλ. Άλλοι προηγούμενοι νικητές περιλαμβάνουν τον Karl Landsteiner το 1930 για την ανακάλυψη των ομάδων ανθρώπινου αίματος και τον συννικητή Alexander Fleming για την ανακάλυψη της πενικιλίνης το 1945.
