Karikó Katalint már évek óta az élettani-orvosi és a kémiai Nobel-díj egyik fő várományosaként emlegetik, hiszen az ő több évtizedes kutatómunkája alapozta meg a koronavírus-járvány leküzdésében kulcsszerepet játszó új típusú oltások, az mRNS-vakcinák kifejlesztését. 2021-ben és 2022-ben még hiába izgultunk a magyar sikerért, idén azonban Karikó és amerikai kutatótársa, Drew Weissmann valóban megkapta az élettani-orvosi Nobelt. Ezzel Karikó Katalin Szent-Györgyi Albert és Kertész Imre után a harmadik, aki magyar állampolgárként kapta meg a világ legrangosabb tudományos díját, egyben ő az első Nobel-díjas magyar nő.
De pontosan mi is az a munka, amellyel Karikó kiérdemelte a tudományos világ legnagyobb elismerését?
A vakcinák új generációja
Gyakori tévhit, hogy a koronavírus-járvány idején berobbant és élesben először a SARS-CoV-2 koronavírus ellen bevetett vakcina technológiája teljesen új, a járvány kitörésekor kezdtek el vele kísérletezni. Valójában azonban a vakcinák kifejlesztését több évtizedes kutatómunka alapozta meg, ebben játszott kulcsszerepet Karikó Katalin és Drew Weissmann.
Míg a hagyományos – az élő, gyengített vagy az elölt víruson alapuló – vakcinák a teljes vírust tartalmazzák, az eggyel újabb alegységvakcinák pedig annak egy darabkáját, a harmadik generációsak már csak a vírus legfontosabb részéről szóló információt juttatják be a szervezetbe, hogy az maga állítsa elő ezt a részt – a koronavírus esetében a tüskefehérjét.
Az mRNS-alapú vakcinák esetében ezt az információt az mRNS vagy hírvivő RNS nevű molekula hordozza: az emberi szervezetbe jutva arra utasítja a sejteket, hogy gyártsák le a tüskefehérjét, amelyen aztán az immunrendszerünk gyakorolhatja a vírus elleni védekezést, felkészülve az éles bevetésre.
Az mRNS nagyon sérülékeny, ezért lipid nanorészecskébe, azaz lényegében egy olajos burokba csomagolják, hogy hatékonyabban tudjon utazni, majd a dolga végeztével, néhány nap alatt lebomlik, és nyom nélkül felszívódik. Az ilyen és más típusú vakcinák működését is részletesen bemutattuk ebben a korábbi Telexikon-videónkban:
Karikóék nagy innovációja
A járvány alatt két gyártó, a Pfizer–BioNTech és a Moderna tudott előállítani a gyakorlatban is bevethető mRNS-vakcinát. Abban mindkét változat hasonló, hogy az mRNS-ben az egyik nukleozid, az uridin helyett N1-metil-pszeudouridint használ – éppen ez a módosítás az a nagy innováció, amelyet Karikó Katalin és munkatársai dolgoztak ki. Az mRNS-alapú terápiák és vakcinák kutatásának három évtizedes története van, Karikóék vonatkozó eredményéről pedig 2005-ben jelent meg az első tudományos közlemény.
Hogy pontosan miről is van szó, azt egy korábbi előadásában Pardi Norbert biokémikus, a Pennsylvaniai Egyetemen kutatója, Karikó Katalin közvetlen munkatársa is bemutatta, amikor a „nukleozid-módosított mRNS vakcinálási platform” kifejlesztésében szerepet játszó legfontosabb felfedezésekről beszélt.
Pardi szerint a sikerhez két fő problémát kellett megoldani. Az egyik, hogy az mRNS instabil, mert csak a genetikai információ ideiglenes tárolására szolgál, ezért gyorsan elbomlik: az RNS-eket bontó enzimek, az RNázok nagyon sok helyen jelen vannak az élő szervezetben, és szinte mindig szükség van valamilyen hordozómolekulára, amely megvédi az mRNS-t a nagyon gyors lebomlástól. Erre a problémára jelentett megoldást az mRNS lipid nanorészecskébe csomagolása, amiben Pardinak is kulcsszerepe volt.
Még ennél is fontosabb probléma volt azonban, hogy ha az mRNS-t az eredeti formájában akarták bejuttatni, a szervezet veleszületett immunitása rögtön riadót fújt, és harcba indult a betolakodó ellen. Ennek eredményeként a szintetikus RNS az élő szervezetbe bejuttatva erőteljes gyulladási folyamatot idézett elő: gyulladásos citokinek termelődését indította be.
Karikóék jöttek rá arra, hogyan lehet ezt a gyulladásos reakciót elkerülni. Különféle élőlényekből természetes RNS-eket izoláltak, és megfigyelték, hogy ezek eltérő mértékben vagy egyáltalán nem okoznak gyulladást. Minden RNS-ben van négy fő építőelem, a nukleotidok (ezek egyfajta változatai pedig a nukleozidok). Karikóék észrevették, hogy a gyulladáskeltő hatásban megfigyelt különbségeket az RNS nukleotidjain jelen lévő módosítások okozhatják, így a gyulladás a nukleotidok módosításával kiküszöbölhető.
Ennek alapján megalkották a nukleozid-módosított mRNS-re épülő technológiát, amely a Pfizer–BioNTech és a Moderna vakcinájának az alapját is adja.
A felfedézésük jelentőségét mutatja az is, hogy egy harmadik mRNS-vakcina, a CureVac szintén nagy reményekkel várt fejlesztése végül nem váltotta be a hozzá fűzött reményeket, mert nem bizonyult kellőképpen hatásosnak – márpedig ennek a vakcinának az egyik fő különbsége a másik kettővel szemben éppen az volt, hogy a CureVac módosítatlan mRNS-t használt, azaz nem alkalmazta Karikóék innovációját.
Karikó útja a Nobel-díjig közel sem volt diadalmenet, még az Amerikába költözése után is alig érdekelt valakit a kutatási területe, aprópénzért áldozta minden idejét a kutatásainak, miközben több egyetemről is kiszorították. Kitartása végül mégis célt ért – minderről a Nobel-díj bejelentéséről szóló cikkünkben írtunk részletesebben.
A Transtelex egy egyedülálló kísérlet
Az oldal mögött nem állnak milliárdos tulajdonosok, politikai szereplők, fenntartói maguk az olvasók. Csak így lehet Erdélyben cenzúra nélkül, szabadon és félelmek nélkül újságot írni. Kérjük, legyél te is a támogatónk!
Támogató leszek!