Нобелевская премия по физиологии и медицине
Нобелевскую премию по физиологии и медицине 2023 года получат американские ученые Каталин Карико и Дрю Вайсман.
Об этом решении Нобелевского комитета было объявлено 2 октября: "За открытия, касающиеся модификаций нуклеозидных оснований, которые позволили разработать эффективные мРНК-вакцины против COVID-19" .
Эти открытия легли в основу создания вакцин на основе отдельного компонента вируса — мРНК (матричной РНК), промежуточного этапа между генами и белками — образцом и основой для синтеза белка, своеобразной неинфекционной платформой для синтеза белка, использование которой исключает потенциальный риск заражения, если сравнивать ее с вакцинами на основе ДНК. В отличие от ДНК, мРНК не нужно проникать в ядро для выполнения своей функции. Поэтому мРНК могут немедленно экспрессировать белки внутри клетки (даже в клетках, которые не делятся быстро). мРНК более безопасна в качестве основы вакцины, чем ДНК еще и потому, что экспрессия мРНК временная. Она не внедряется в гены и не приводит к изменениям (мутациям) в критических областях генома человека.
Схематично мРНК-вакцины, например, против коронавируса действуют так: сначала на производстве создается мРНК, в которой зашифрована структура S-белка коронавируса, затем вакцина вводится человеку, клетки которого воспринимают ее как основу для синтеза закодированного белка. Иммунная система обнаруживает в организме чужеродный белок и вырабатывает антитела.
Казалось бы, очень простая схема.
Но было несколько важных проблем, без решения которых эта схема не работала, и жизни множества людей на планете не были бы спасены благодаря вакцинам, созданным на основе мРНК.
Первая проблема была связана с повышенной иммуногенностью мРНК вакцин, способностью вызывать воспалительные реакции в организме в ответ на их введение. Вторая — с нестабильностью молекулы мРНК, в связи с чем особую важность имела разработка системы доставки.
Одна из этих проблем и была разрешена благодаря работе Кирико и Вайсмана. Они прицельно изучали вопрос, связанный с тем, почему человеческий организм распознает мРНК как чужеродный агент. Оказалось, что мРНК, созданная in vitro и мРНК человека, отличаются 4 азотистыми основаниями, т.е. “буквами генетического кода”. И в 2005 году были опубликованы результаты их работы, ставшей теоретической базой для создания РНК-вакцин.
Именно Каталин Карико и Дрю Вайсману удалось снизить иммуногенность РНК за счет включения модифицированных нуклеозидов и обеспечить эффективную экспрессию внутри- и внеклеточных белков без активации собственного иммунитета человека.
Осознание того, что модификации нуклеиновых оснований могут значительно улучшить свойства мРНК за счет снижения иммуногенности и увеличения стабильности молекулы РНК (парадигма Карико), сыграло решающую роль в этом открытии.
Это был концептуальный прорыв, именно за него и присуждена Нобелевская премия. Такие изменения в понимании базовых механизмов работы иммунной системы не только помогли создать новые РНК-вакцины против COVID-19 (Moderna, Pfizer), но и будут положены в основу вакцин против самых разных инфекций и онкологических заболеваний.
Портреты Каталин Карико и Дрю Вайсман (источник)
Image by Freepik
