Kovid-19 mRNA Aşıları 2023 Nobel Tıp Ödülünü Kazandı | Quanta Dergisi

Nobel Komitesi, 2023 Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü'nü şu isimlere verdi: Katalin Kariko ve Drew Weissman Kovid-19 salgınına zamanında aşı müdahalesini mümkün kılan mRNA aşı teknolojisinin geliştirilmesindeki öncü çalışmaları için. SARS-CoV-2 virüsüne karşı aşıların, salgının yayılmasını engellemeye yardımcı olduğu ve tasarruf sağladığı biliniyor. 14.4 milyon ve 19.8 milyon hayat kullanımlarının sadece ilk yılında; Bu başarıda mRNA aşıları önemli bir rol oynadı.

Onlarca yıldır dünyanın dört bir yanından bilim adamları mRNA'nın (haberci RNA) tıpta kullanılmasının peşindeydi. Hücreler doğal olarak protein yapımına yönelik talimatlar olarak genetik DNA'ya dayanan mRNA'yı kullanır. Araştırmacılar laboratuvarda yeni mRNA dizileri (örneğin viral proteinleri kodlayanlar) oluşturmak için araçlar geliştirmeyi ve daha sonra bu mRNA moleküllerini hücrelere yerleştirmeyi amaçladı. Hücreler daha sonra bu mRNA dizilerini viral proteinlere çevirecek ve böylece bağışıklık sistemini virüse karşı bir savunma oluşturacak şekilde uyaracaktır. Aslında mRNA aşısı, viral saldırganlarla mücadele stratejisi olarak hücreleri viral proteinler için fabrikalara dönüştürüyor.

Bununla birlikte, bir bağışıklık tepkisi oluşturmak için mRNA'yı kullanmaya yönelik ilk girişimler başarısız oldu çünkü hücreler, eklenen mRNA moleküllerini istilacılar olarak kolayca tanıdı ve onları yok etti.

2005 yılında Pensilvanya Üniversitesi'nde Karikó ve Weissman'la birlikte çalışırken keşfetti mRNA moleküllerinin nükleotid dizisini hafifçe değiştirmenin bir yolu, böylece hücresel bağışıklık denetimini gizlice aşabilirler ve büyük bir inflamatuar tepkiyi tetiklemekten kaçınabilirler. Gösteriye devam ettiler 2008 ve 2010 değiştirilmiş mRNA moleküllerinin yüksek düzeyde protein üretebildiğini gösterdi. Bu atılımlar, mRNA teknolojisinin güvenli ve etkili aşılar oluşturmak için kullanılabilir olmasını sağladı.

15 yıl içinde yöntemler dünya çapında kanıtlandı. 2021'in başlarında, yani Kovid-19 salgınının dünya çapında ilk kez patlak vermesinden yalnızca bir yıl sonra, çok sayıda ilaç şirketi, virüse karşı aşıları piyasaya sürmek için Karikó ve Weissman'ın mRNA araçlarını kullanmıştı. Pandemi, aşılar için konseptin bir kanıtı oldu ve aşıların başarısı, dünyanın salgının en ölümcül aşamasından çıkmasına yardımcı oldu.

Nobel Komitesi üyesi Rickard Sandberg bu sabahki duyuruda, Karikó ve Weissman'ın keşiflerinin "mRNA'nın bağışıklık sistemimizle nasıl etkileşime girdiğine dair anlayışımızı temelden değiştirdiğini ve son Kovid-19 salgını sırasında toplumumuz üzerinde büyük bir etki yarattığını" söyledi. Hem geleneksel hem de mRNA çeşitleri olan aşılar "milyonlarca hayat kurtardı, şiddetli Kovid-19'u önledi, genel hastalık yükünü azalttı ve toplumların yeniden açılmasını sağladı."

mRNA nedir?

Messenger RNA, hücrenin protein yapmak için talimat olarak kullandığı tek dizili genetik koddur. Bu mRNA molekülleri hücrelere özgüdür ve günlük hücresel fonksiyonların önemli parçalarıdır: Bunlar, kopyalanan DNA dizilerini korunan çekirdekten dışarı, ribozom adı verilen organeller tarafından proteinlere çevrilebilecekleri hücre sitoplazmasına taşıyan habercilerdir. Bir ribozom ipliği okur ve genetik harf gruplarını amino asit dizilerine dönüştürür. Sonuçta ortaya çıkan uzun amino asit dizisi daha sonra uygun proteine ​​katlanır.

mRNA Kovid-19 aşıları nasıl çalışıyor?

Bilim insanları, hücrelerin daha önce görmedikleri virüsleri tanımasına yardımcı olabilecek proteinler de dahil olmak üzere yeni proteinler oluşturmak için mRNA kodu yazmayı öğrendi. Nobel Ödülü sahipleri tarafından geliştirilen mRNA teknolojisi, hücrelerin protein üretme mekanizmasını ödünç alıyor ve hücreleri, daha sonra karşılaştıkları takdirde bağışıklık sistemini belirli bir virüsü tanımaya hazırlayan viral proteinler üretmeye teşvik ediyor.

Lipid nanopartikül kapsüllerinin içindeki hücrelere kaçırıldığında mRNA elemanları, virüsün dış yüzeyinde bulunan SARS-CoV-2 "sivri uç" proteininin yapımına yönelik tarifi iletir. Hücreler daha sonra bu talimatları kullanarak, sanki gerçek virüs tarafından enfekte olmuşlar gibi spike proteinini üretiyorlar. Bu bir bağışıklık alıştırması turu gibidir: mRNA, bağışıklık sistemini gerçek bir SARS-CoV-2 spike proteinini tanımaya hazırlar, böylece bir kişi daha sonra virüse maruz kalırsa, bağışıklık sistemi bir virüsü nasıl başlatacağını hızla "hatırlayacaktır". onunla mücadele etme tepkisi.

Aşıların başarısını sağlayan buluş neydi?

2000'li yılların başında mRNA teknolojisinin önündeki en büyük engel, hücrelerde büyük bir inflamatuar tepkiyi tetiklemesiydi. Hücreler, tanıtılan mRNA'yı yabancı madde olarak tanıdı ve ondan kurtulmaya çalışarak hücresel savunma sistemlerini aşırı çalıştırdı. Hücrelerin sıklıkla kendi doğal mRNA'larını değiştirdiğini fark ettikten sonra Karikó ve Weissman, ekledikleri mRNA'nın genetik kodunu da biraz değiştirirlerse ne olacağını görmeye karar verdiler.

2005 yılında yayınlanan çığır açıcı bir keşifte, inflamatuar yanıtın neredeyse tamamen ortadan kaybolduğunu bildirdiler. Takip eden yıllarda, bu tür ayarlamaların hücrelerin mRNA dizisine dayalı olarak üretebileceği protein sayısını da büyük ölçüde artırabileceğini gösterdiler.

Pandemi öncesinde hastalıklarla mücadelede mRNA aşıları kullanılıyor muydu?

Bir dizi şirket ve araştırmacı, mRNA aşılarının SARS-CoV-2'ye benzeyen Zika ve MERS-CoV gibi virüslerle mücadele etme vaadini pandemiden önce test etmişti. Ancak Kovid-2020 salgınının patlak verdiği 19 itibarıyla aşıların hiçbiri kamu kullanımı için onaylanmamıştı. Pandemi sırasında mRNA aşılarının başarılı bir şekilde uygulanması, teknolojinin konseptini kanıtladı ve diğer rahatsızlıkları önlemek veya tedavi etmek için kullanımını teşvik eden bir sıçrama tahtası haline geldi.

mRNA aşılarının daha geleneksel aşılara göre avantajları nelerdir?

mRNA aşılarının vaadi kolay ve hızlı bir şekilde geliştirilebilmesidir. Bilim adamlarının, genellikle gerçek bir virüsün zayıflatılmış veya denatüre edilmiş bir versiyonu olan geleneksel aşıları oluşturması ve test etmesi, genellikle yıllar süren zaman ölçeğinde daha fazla zaman alır. Ve geleneksel bir aşı geliştirildikten sonra bile, bilim adamlarının milyonlarca veya milyarlarca insanı aşılamak için gereken kitlesel ölçekte aşıyı üretebilmeleri için önce ikinci bir engeli aşmaları gerekiyor: laboratuvarda büyük miktarda virüs veya proteinin nasıl yetiştirileceğini öğrenmek.

2020 yılında araştırmacılar SARS-CoV-2 spike proteininin yapısını ve genetik kodunu yayınlar yayınlamaz araştırmacılar çalışmaya başladı. Birkaç ay içinde ilaç devleri Pfizer ve Moderna, virüse karşı bağışıklık kazandıran aşılar geliştirmek için mRNA teknolojisini kullandı. mRNA aşısını hızla seri üretmeyi başardılar, aşıların güvenli ve etkili olduğunu kanıtlamak için klinik deneylere öncülük ettiler ve ardından 2021 baharında ilk aşıları halka uygulayabildiler. Bu mümkün oldu çünkü mRNA araçları geniş bir yelpaze oluşturmak için kullanılabiliyordu. Virüsleri kitlesel ölçekte büyütmek için yeni yöntemler geliştirmeye gerek kalmadan çeşitli proteinler.

mRNA aşıları artık nasıl kullanılacak?

Sandberg'in Nobel Ödülü duyurusunda yaptığı açıklamalarda belirttiği gibi, "Covid-19'a karşı başarılı mRNA aşıları, mRNA tabanlı teknolojilere olan ilgi üzerinde çok büyük bir etki yarattı." mRNA teknolojileri artık terapötik protein dağıtım sistemleri ve kanser tedavilerinin yanı sıra diğer bulaşıcı hastalıklara karşı aşılar geliştirmek için kullanılıyor.