Nobelovu cenu za medicínu získali výzkumníci mRNA

Nobelovu cenu za medicínu za rok 2023 získali Katalin Karikó a Drew Weissman, dva vědci, jejichž práce pomohla připravit cestu pro mRNA vakcíny proti COVID-19. Karikó je biochemik ze Saganovy univerzity v Maďarsku a mimořádný profesor na Pensylvánské univerzitě. Karikó byla do roku 2022 také senior viceprezidentkou a vedoucí RNA proteinové náhrady ve společnosti BioNTech a byla poradkyní společnosti. Weissman je výzkumník vakcín na Perelmanově lékařské fakultě Pennsylvánské univerzity a ředitel Penn Institute for RNA Innovations.

Cenu uděluje Nobelovo shromáždění lékařské univerzity Karolinska Institute ve Švédsku a zahrnuje její podpis zlatého léku a asi 1 milion dolarů (11 milionů švédských korun).

„Svým převratným zjištěním, které zásadně změnilo naše chápání toho, jak mRNA interaguje s naším imunitním systémem, přispěli laureáti k bezprecedentnímu tempu vývoje vakcín během jedné z největších hrozeb pro lidské zdraví v moderní době,“ napsal panel ve zprávě. tisková zpráva.

Potenciální změna hry pro vakcíny

Dříve byly k výrobě vakcíny nutné rostoucí viry nebo alespoň části virů. Viry byly často kultivovány v obřích kádích s buňkami nebo ve slepičích vejcích, jako většina očkování proti chřipce. Viry jsou poté purifikovány, než se z nich vytvoří vakcína.

Použití messenger RNA (mRNA) ve vakcínách je velmi odlišné. Začíná úryvkem genetického kódu, který přináší návod na výrobu proteinů. Pokud je pro vakcínu vybrán správný virový protein, tělo si proti viru vytváří vlastní obranu.

Genetická informace zakódovaná v DNA se přenáší do mRNA, která se používá jako plán pro produkci bílkovin v našich buňkách. Během 80. let 20. století začaly účinné metody produkce mRNA bez buněčné kultury. Tento proces, nazývaný in vitro transkripce, urychlil vývoj aplikací molekulární biologie v několika oblastech, ale použití technologií mRNA pro vakcíny mělo několik překážek. In vitro transkribovaná mRNA byla považována za nestabilní a náročná na dodání, protože vyžadovala vědce, aby vyvinuli sofistikované nosné lipidové systémy k uzavření mRNA a vyvolání některých časných zánětlivých reakcí.

Karikó se myšlence použití mRNA pro vakcíny a další terapeutika věnovala v 90. letech, kdy se stala kolegyní s Weissmanem. Weissman se zajímal o dendritické buňky, které jsou důležité pro imunitní dohled a spouštění imunitních reakcí vyvolaných vakcínou.

Průlom

Oba se začali soustředit na to, jak různé typy RNA interagují s imunitním systémem, a všimli si, že dendritické buňky rozpoznávají in vitro transkribovanou mRNA jako cizí látku. To vede k jejich aktivaci a uvolnění zánětlivých signálních molekul.mRNA ze savčích buněk nevyvolala stejnou reakci, napsal panel. Různé typy mRNA proto musí být rozlišitelné.

RNA obsahuje čtyři báze, které jsou zkráceny A, U, G a C. Tato písmena odpovídají písmenům genetického kódu v DNA A, T, G a C. Karikó a Weissman věděli, že báze v RNA ze savčích buněk jsou často chemicky modifikovány, a in vitro transkribovaná mRNA nikoli. Poté přemýšleli, zda nepřítomnost změněných bází v in vitro transkribované RNA může vysvětlit nežádoucí zánětlivé reakce.

Aby se dozvěděli více, vytvořili různé varianty mRNA, které měly na svých základech jedinečné chemické změny. Dodali je do dendritických buněk a výsledky byly obrovské.

Zánětlivá reakce byla téměř vymazána, když byly tyto modifikace báze zahrnuty do mRNA. Jednalo se o seismický posun ve vědeckém chápání toho, jak buňky rozpoznávají a reagují na různé formy mRNA. . Jejich výsledky byly zveřejněny v roce 2005.

COVID-19 a budoucnost

S jejich objevem se začal zrychlovat zájem o technologii mRNA. V roce 2010 několik společností pracovalo na vývoji metody pro viry, jako je virus Zika a MERS-CoV.

Po vypuknutí pandemie COVID-19 byly závratným tempem vyvinuty dvě vakcíny mRNA s modifikovanou bází kódující povrchový protein SARS-CoV-2. V prosinci 2020 byly schváleny dvě vysoce účinné vakcíny.

Jednou z hlavních výhod technologie mRNA bylo, že vakcíny mohly být vyráběny v extrémně velkých množstvích, protože jejich hlavní složky jsou vyráběny v laboratořích, řekl expert na infekční choroby z Exeterské univerzity Bharat Pankhania. Associated Press. Technologie mRNA by mohla být použita k vylepšení vakcín proti nemocem, včetně eboly, malárie a horečky dengue, a také k imunizaci lidí proti autoimunitním onemocněním, jako je lupus a dokonce i některé typy rakoviny.

Laureáti převezmou svá ocenění na slavnostním ceremoniálu 10. prosince. Cenu za medicínu za rok 2022 získal Svante Pääbo za sekvenování genomu neandrtálce. Mezi další minulé vítěze patří Karl Landsteiner v roce 1930 za objev lidských krevních skupin a spoluvítěz Alexander Fleming za objev penicilinu v roce 1945.