Nagroda Nobla dla tych, którzy pomogli opracować szczepionki przeciw Covid-19

Odkrycie noblistów nie tylko pozwoliło na późniejsze opracowanie szczepionek przeciw COVID-19 w oparciu o technologię mRNA, ale też kolejnych kandydatek na szczepionki przeciw różnym chorobom zakaźnym, a także nowoczesnych kandydatów na leki przeciwnowotworowe – powiedział prof. Piotr Rzymski.

Nagroda Nobla dla twórców szczepionki przeciw Covid-19

.Katalin Kariko i Drew Weissman otrzymali Nagrodę Nobla z fizjologii i medycyny za odkrycia dotyczące modyfikacji zasad nukleotydowych, które doprowadziły do opracowania skutecznej szczepionki mRNA przeciwko COVID-19. „Tegoroczni nobliści zamienili jedną z cegiełek mRNA – urydynę – na 1-metylo-pseudo urydynę. Ta chemiczna modyfikacja sprawiła, że wprowadzona do organizmu cząsteczka mRNA może spełniać zdecydowanie bardziej efektywnie swoją funkcję” – wyjaśnił w rozmowie prof. Piotr Rzymski z Uniwersytetu Medycznego im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu.

Ekspert podkreślił, że odkrycie noblistów nie tylko pozwoliło na późniejsze opracowanie szczepionek przeciw COVID-19, ale umożliwia obecnie pracę nad kolejnymi kandydatkami na szczepionki mRNA przeciw różnym chorobom zakaźnym, a także poszukiwanie nowoczesnych rozwiązań w terapiach przeciwnowotworowych. Jak przypomniał prof. Rzymski, od drugiej połowy lat 70. ubiegłego wieku próbowano wykorzystać cząsteczki mRNA, żeby sprowokować komórki do produkcji określonego białka. Na początku lat 90. było już wiadomo, że w tego typu metodzie drzemie potencjał na szczepionki.

Prace nad mRNA

.„Postanowiono wykorzystać tę metodę do opracowania eksperymentalnych szczepionek. Specjalnie zaprojektowana cząsteczka mRNA miała wnieść do komórek przepis na produkcję białka patogenu, przeciwko któremu miałaby następować odpowiedź układu immunologicznego” – wyjaśnił naukowiec. Jednak początkowo pojawiło się bardzo wiele problemów z tego typu rozwiązaniem. Układ odpornościowy rozpoznawał bowiem wprowadzone z zewnątrz mRNA jako obce i uniemożliwiał mu spełnienie swojej funkcji. Z pomocą przyszło właśnie odkrycie Kariko i Weissmana z 2005 roku, objęte ochroną patentową.

Przed dokonaniem tego odkrycia Katalin Kariko miała ogromny problem, by przekonać do swoich idei prac nad mRNA różne instytucje grantowe. Jej kariera akademicka była zagrożona. Podaje się, że tegoroczni nobliści, Kariko i Weissman, spotkali się przypadkowo przy kserokopiarce i to zapoczątkowało ich współpracę. „Jest zatem piękno w tej historii. Po pierwsze – Kariko to kolejny przykład kobiety, która pokonała ogromny impas w świecie nauki. Nie poddała się, mimo przeciwności losu. Po drugie – czasami przełomowe osiągnięcie początkuje zupełnie losowe zdarzenie, tak jak spotkanie Weissmana i Kariko” – skomentował prof. Rzymski.

Terapie przeciwnowotworowe i szczepionka uniwersalna

.Podkreślił, że zastosowania technologii mRNA są potencjalnie bardzo szerokie – nie tylko w kontekście profilaktyki chorób zakaźnych (obecnie trwają badania kandydatek na szczepionki mRNA przeciw grypie, w tym m.in. szczepionkę uniwersalną, przeciw wirusowi cytomegalii, Epsteinna-Barr, Nipah, RSV), ale też terapii przeciwnowotworowych. Technologia mRNA umożliwia bowiem zaprojektowanie cząsteczki w taki sposób, by ukierunkowała ona układ odporności do walki z konkretnym nowotworem, który rozwija się w organizmie danego pacjenta.

Prof. Rzymski zaznaczył, że dekady badań różnych naukowców złożyły się na technologię mRNA w jej obecnym kształcie. „Platforma mRNA ma ogromny potencjał, który może jeszcze w tej dekadzie ujawnić – w profilaktyce chorób zakaźnych, ale też w nowoczesnych terapiach przeciwnowotworowych. Osobiście nie miałbym nic przeciwko, gdyby Nagrodę Nobla za tę technologię przyznano dopiero za jakiś czas, choć już na ten moment jej osiągnięcia są spektakularne” – stwierdził.

Odkrycie, które uratowało miliony ludzi

.Ekspert przyznał, że odkrycie poprzedzające o kilkanaście lat pandemię przełożyło się na realny efekt. Szczepionki przeciw COVID-19, w tym też te oparte na technologii mRNA, w pierwszym roku (2021 r.) stosowania szczepień (jak oszacowano przy pomocy modeli matematycznych) uratowały od śmierci prawie 20 milionów ludzi. Komitet Noblowski wzmocnił swoją decyzją wiarygodność technologii mRNA, która będzie szeroko wykorzystywana – nie tylko do produkcji nowych szczepionek, ale również do tworzenia leków przeciwnowotworowych – mówili w poniedziałek w Centrum Współpracy i Dialogu UW naukowcy, komentując przyznanie Nagrody Nobla w dziedzinie medycyny.

Tegoroczną Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii i medycyny otrzymali Katalin Karikó i Drew Weissman „za odkrycia dotyczące modyfikacji zasad nukleozydowych, które umożliwiły opracowanie skutecznych szczepionek mRNA przeciwko COVID-19”. Ich odkrycia zasadniczo zmieniły rozumienie interakcji mRNA z naszym układem odpornościowym – napisano w uzasadnieniu. Jak ocenił w poniedziałek Komitet Noblowski, zastosowanie wyników ich pracy pozwoliło uratować życie milionów ludzi, a u znacznie większej liczby można było zapobiec poważnemu przebiegowi infekcji.

Pierwotne założenia badań

.”Pierwotnym założeniem pracy nad technologią mRNA było opracowywanie nowych terapii – czyli leków, a nie szczepionek” – przypomniał prof. Rafał Płoński, kierownik Zakładu Genetyki Medycznej WUM. Wraz z innymi ekspertami komentował on informację o przyznaniu Nagrody Nobla w dziedzinie medycyny. Prof. Katarzyna Tońska z Instytutu Genetyki i Biotechnologii UW zastrzegła, że dwójka laureatów nie opracowała samej technologii mRNA, bo nad nią prace trwały od lat. Ich osiągnięcie polegało natomiast na „ustabilizowaniu cząsteczki mRNA”.

„Największy problem dotyczył stabilności tej cząsteczki. Bo normalnie RNA i mRNA są cząsteczkami dość niestabilnymi i trudno byłoby na ich podstawie wyprodukować taką ilość białka, która mogłaby wywołać reakcję immunologiczną w organizmie. Ta nagroda jest za to, że udało się ustabilizować cząsteczki mRNA, podać do organizmu i wywołać odpowiedź immunologiczną” – mówiła Tońska. W rozmowie stwierdziła, że technologia mRNA będzie wykorzystywana do tworzenia kolejnych szczepionek przeciwko chorobom, których wirusy szybko się zmieniają.

Czy powstanie szczepionka na wszystkie wirusy?

.”Mamy jeszcze całą gamę infekcji, z którymi się zmagamy – dlatego, że mikroorganizmy czy pasożyty bardzo szybko zmieniają swój wachlarz białek, które wywołują odpowiedź organizmu. W związku z tym trudno jest stworzyć szczepionkę, która byłaby dla nich uniwersalna. Technologia mRNA pozwala na bardzo szybkie wprowadzanie zmian i modyfikacji. Na podstawie mRNA można produkować wiele białek, podobnych do istniejącego patogenu – i można to robić bardzo szybko, bo mamy do tego technologię” – powiedziała Tońska. Innym wykorzystaniem technologii mRNA będzie tworzenie leków przeciwnowotworowych.

„Dzięki mRNA unikamy wprowadzania większej struktury do organizmu. W większości przypadków to jest bezpieczniejsze, bo jest mniejsze ryzyko, że organizm odpowie alergią czy reakcją anafilaktyczną. Jeżeli wprowadzamy natomiast samą cząsteczkę mRNA, jest to – relatywnie – mało prawdopodobne” – powiedziała Tońska. Badaczka pytana o to, dlaczego naukowcy zajęli się wykorzystaniem technologii mRNA do produkcji szczepionki, skoro starsze technologie oparte o wprowadzanie do organizmu zdezaktywowanego wirusa też były skuteczne, powiedziała, że nowa technologia była szybsza, tańsza i bardzo skuteczna.

Wzmocnienie wiarygodności nowej technologii

.”Wprowadzenie do organizmu zdezaktywowanego wirusa było bardzo proste, ale rodziło ryzyko dość intensywnej reakcji układu odpornościowego. Następnie, w ramach uproszczenia, do tworzenia szczepionek wykorzystywano nośnik, w którym znajdował się fragment DNA, który kodował interesujące nas białko. Wirus musiał dostać się do komórki, potem następowało odczytanie wiadomości genetycznej z DNA na mRNA i następnie na białko. I to białko miało za zadanie wywołać pożądaną reakcję odpornościową” – tłumaczyła kolejne procesy Tońska. I dodała, że w przypadku technologii mRNA omija się wirusa jako nośnik szczepionki – czyli omijana jest też konieczność przepisania informacji z DNA na mRNA. To jest duże uproszczenie procesu.

„Wprowadzamy samo mRNA, które może stanowić matrycę do tego, żeby stworzyć pożądane białko, na które organizm odpowie, produkując przeciwciała. Czyli cały proces, który wcześniej musiał sobie przeprowadzić organizm, kiedy podawaliśmy mu całego wirusa – przeprowadzamy poza organizmem. Mówiąc w skrócie – ułatwiamy mu cały proces przyswajania” – wyjaśniła Tońska. Naukowcy zgodnie przyznali, że przyznając Nagrodę Nobla Katalin Karikó i Drew Weissmanowi Komitet Noblowski wzmocnił w oczach społeczeństwa wiarygodność technologii mRNA, która będzie szeroko wykorzystywana – nie tylko do produkcji nowych szczepionek, ale również do tworzenia leków przeciwnowotworowych.

Inżynieria biomedyczna

.Na temat inżynierii biomedycznej oraz szczepionek syntetycznych mRNA wykorzystywanych we współczesnej medycynie na łamach “Wszystko Co Najważniejsze” pisze prof. Michał KLEIBER w tekście “Nowe technologie w ochronie zdrowia“.

“Szczepionka syntetyczna mRNA (informacyjny kwas rybonukleinowy przenoszący informacje genetyczną pochodzącą z DNA). Technologii mRNA zawdzięczają swój sukces firmy farmaceutyczne przy opracowywaniu szczepionki przeciw COVID-19, co dało w dodatku impuls do prac nad nowymi szczepionkami także na inne choroby, od nowotworów po wirus Zika. Potencjał tej technologii wykracza przy tym daleko poza opracowywanie szczepionek, ponieważ może ona stać się podstawą do tworzenia wielu innych terapii wspomagających organizm w wytwarzaniu reakcji podobnej do wywoływanej lekami, często bardzo drogimi i trudno dostępnymi”.

.“Inżynieria biomedyczna. Obecnie postęp w medycynie w dużym stopniu zależy od wspomagania inżynierskiego w zakresie nowoczesnej aparatury i wielu innych metod służących ochronie zdrowia. Badania i wdrożenia w tej dziedzinie stają się dzisiaj w wielu przypadkach równie ważne dla efektów diagnostyki i terapii medycznej, jak wiedza czysto biomedyczna – w istocie wielu ekspertów twierdzi dzisiaj, że dalszy rozwój technologii w dziedzinie inżynierii biomedycznej jest jedyną drogą do poprawy systemów ochrony zdrowia czy wręcz do rozwiązania niezwykle skomplikowanych problemów stojących przed tymi systemami praktycznie we wszystkich krajach. Przykładem przewidywanych za parę lat rewolucyjnych dokonań inżynierii biomedycznej może być zaawansowany system czujników i pomp sterowanych komputerem – tzw. sztuczna trzustka – który ma całkowicie zmienić metody walki z cukrzycą. Na podstawie stale monitorowanego poziomu cukru i innych parametrów następowałoby automatyczne podanie insuliny – zaawansowana elektronika naśladowałaby pracę prawdziwej trzustki” – pisze prof. Michał KLEIBER.

PAP/Urszula Kaczorowska/WszystkoCoNajważniejsze/MJ