NOBEL ZA mRNK VAKCINU

(Nobel 2023*) Počela je još jedna Nobelova nedelja, po tradiciji, objavljivanjem dobitnika najprestižnijeg naučnog priznanja u medicini – ove godine su nagrađeni naučnici koji su presudno doprineli otkriću mRNK vakcina. Nobelov komintet na Univerzitetu Karolinska odlučio je da Nobelovu nagradu za fiziologiju ili medicinu dodeli Katalin Kariko i Dru Vajsmanu za, kako je saopšteno, “otkrića koja su omogućila razvoje efikasne mRNK vakcine protiv Kovida-19”.

Mada su vakcine trenutno, a pod uticajem izuzetno snažne antivakserske kampanje i pojave sojeva Kovida-19 koji zaobilaze zaštitu, izgubile na popularnosti, mRNK tehnologija je nesumnjiva budućnost medicine. U ovo viđenje, danas izuzetno rašireno među ekspertima, sve do nedavno verovala je tek nekolicina naučnika, dok su Vajsman i Kariko veći deo karijere bili skrajnuti i prezreni zbog svojih ubeđenja. Tako je bilo sve dok, usred epidemije Kovida-19, nije postalo jasno da oni zapravo imaju efikasno rešenje. Protivnici Kovid vakcina često ističu kako su one “razvijane samo godinu dana”, ali zapravo su Katalin Kariko i Dru Vajsman mRNK vakcinama posvetili čitav život, o čemu je “Nauka kroz priče” već pisala u tekstu “Ona koja je spasila planetu“.

Doktorka biohemije Katalin Kariko (67) rodila se u mađarskom gradu Solnoku na reci Tisi, a odrasla u obližnjoj varoši Kišujsalaš, u ravnici na par kilometara od obale velike panonske reke. Studirala je u Segedinu, gde je i saznala za postojanje takozvane informacione RNK (mRNK) koje će obeležiti njen život.

Krajem osamdesetih godina emigrirala je u Ameriku i veći deo karijere provela na Univerzitetu u Pensilvaniji, gde je godinama bez uspeha pokušavala da dobije podršku za svoja istraživanja terapija i vakcina zasnovanih na molekulu mRNK. Usamljena, ali istrajna u nameri da je primeni, nije pratila „naučnu modu“ epohe, nije osvajala grantove, nije napredovala u akademskoj karijeri, godinama je bila plaćena koliko i prosti tehničari, da bi na kraju stvorila novu biomedicinsku tehnologiju koja će promeniti svet budućnosti.

Dru Vajsman (64) je američki istraživač, rođen i odrastao u Leksingtonu u Masačusetsu u Americi. Školovao se u Bostonu, gde je i doktorirao, da bi deo karijere proveo u Izraelu, a potom je kao stipendista savezne vlade radio pod supervizijom slavnog američkog imunologa Entonija Faučija. Godine 1997. dolazi na Univerzitet u Pensilvaniji gde će upoznati Kariko i mada u tome nije bilo perspektive, sa njom početi da radi na mRNK vakcini.

Šta je mRNK u koju su Kariko i Vajsman polagali tolike nade?

Da bi se najjednostavnije objasnila složena priča o ovom molekulu, treba se prisetiti da su genetičke informacije u DNK zavojnici, spakovanoj u jedru svake naše ćelije, zapravo kodovi na osnovu kojih ćelija neprekidno slaže aminokiseline i tako pakuje osnovne gradivne elemente života – proteine. Kad bi se poredio sa načinom na koji kompjuteri skladište podatke, DNK podseća na hard disk – to je trajna memorija koja se ne menja (osim kad se dese promene kakve se na primer događaju kod raka ili nekakav virus uspe da uzurpira proces da bi pravio svoje proteine).

Fabrike proteina u ćeliji, ribozomi, inače ne čitaju direktno DNK, već im za svaki protein iz jedra stižu različiti molekuli sa preciznom porukom kako treba aminokiseline spakovati u odgovarajući niz. Ova „uputstva za upotrebu“ su molekularni lanci koji su nazvani mRNK i koji predstavljaju radnu memoriju žive ćelije, nalik na ono što je RAM u računaru. Nakon što su otkriveni 1961. godine, vremenom se razvila ideja da bi se, za lečenje raka ili drugih bolesti, umesto da se menja genetički materijal u jedru, baš ovi lutajući RNK glasnici mogli presresti nekakvom ciljanom terapijom.

Američka naučnica mađarskog porekla Katalin Kariko je četrdeset godina razvijala ovu ideju. I nikada nije posumnjala u moć mRNK. Njena porodica nije sa lakoćom stekla državljanstvo u Americi. Njena kćerka, Suzan Francio, međutim, ne samo da se prilagodila i diplomirala sociologiju, nego je postala dvostruka olimpijska šampionka u veslanju. Katalin Kariko se u međuvremenu borila sa rakom, ali mnogo više sa univerzitetskom administracijom koja joj je savetovala da, kao uspešan biohemičar, okuša sreću u drugim oblastima istraživanja za koje se može naći finansiranje. Kariko, međutim, nije htela da napusti mRNK.

Krajem devedesetih, u univerzitetskoj kopirnici upoznala je imunologa Drua Vajsmana koji će joj dati podršku i sa njom nastaviti istraživanja. Nakon brojnih pokušaja, oni su 2005. uspeli da objave studiju koja je dala recept kako se mRNK može bezbedno upotrebiti da se izazove imuni odgovor. Mada će Vajsman i Kariko patentirati svoje otkriće, isprva nije bilo nikakvog interesa za ovu ideju. Tek pet godina kasnije će posdoktorand sa Stenforda, Derek Rosi, pročitati njihov rad i shvatiti kakav se ogroman potencijal u njemu krije. Sa grupom profesora sa Harvarda i MIT, Rosi osniva kompaniju Moderna i od Univerziteta u Pensilvaniji otkupljuje prava da koristi rešenje do kog su došli Vajsman i Kariko.

U međuvremenu, Kariko, koja se nije obogatila u složenim patentnim zavrzlamama, prihvata poziv iz Nemačke, od inovativne kompanije Biontek koju je osnovao preduzetnik Ugur Sahin. Njihovo malo preduzeće će u saradnji sa gigantom kakav je Fajzer u 2020. razviti prvu vakcinu protiv Kovida-19 koja je registrovana u Evropi i Americi.

Ova zaista čudesna vakcina korišćenjem mRNK glasnika na nov, bezbedan i može se reći genijalan način zapravo radi isto što i svaka druga vakcina još otkako je Edvard Džener krajem 18. veka primenio prvu vakcinu protiv velikih boginja – unosi u telo agens koji ne izaziva bolest, ali u kome telo vidi izazivača bolesti, pokreće imuni odgovor, uništava ga i uči kako da potom, u budućnosti, ubije svaki mikroorganizam koji je asociran sa ovim agensom.

Konvencionalne vakcine obično kao agens koriste sam virus koji izaziva bolest, ali koji je prethodno, u dugom i neizvesnom procesu, u laboratoriji umrtvljen ili oslabljen tako da ne dovodi do bolesti, a vakcini su dodati adjuvanti koji pojačavaju imuni odgovor. Put Kariko i Vajsmana, a kojim su išle Fajzer-Biontek, Moderna, ali i druge kompanije, kao agens koristi mRNK. Da bi prevarile imuni sistem, mRNK vakcine uopšte ne sadrže nekakav virus ili drugi patogen, oslabljen ili neoslabljen, već presreću glasnike u ćeliji podstičući ih da reaguju na zarazu, iako zaraze nema. Ove vakcine u telo unose samo jedan mRNK lanac, čistu molekularnu informaciju koja sadrži podatke o samo jednom proteinu (takozvanom spike proteinu) koronavirusa.

Molekul mRNK u telo ulazi spakovan u kapljicu masti, bez ikakvih adjuvanata ili opasnih supstanci, ribozomi ga čitaju i prave famozni spike protein, isto onako kao što bi se desilo da je ćeliju zaista napao virus (kog nigde nema), da bi tako pokrenuli imuni odgovor i podstakli telo da razvija odgovarajuća antitela.

Primenjena doslovno, na sirov način, ova genijalna ideja, međutim, dugo nije funkcionisala. I kao što virusi i drugi patogeni ne uspevaju uvek da uposle ćelijsku fabriku proteina u svoju korist, organizam je sa lakoćom prepoznavao glasnika uljeza i uništavao mRNK pre nego što je stvorila ikakav imunitet. Testovi na eksperimentalnim životinjama pokazivali su da je to praktično nemoguće rešiti, a većina naučnika davno je digla ruke od toga.

Kako bi to rešili, Kariko i Vajsman su došli na uvrnutu ideju koju su objavili 2005. godine – da malo „pokvare“ informaciju u samom mRNK i stvar je proradila, otvoren je put za nove vakcine, a oni su za to dobili Nobelovu nagradu. Nukleotid poznat kao uridin (U) u RNK lancu, za koji su sumnjali da posebno „nervira“ imuni sistem, prosto su zamenili drugim hemijskim jedinjenjem koje ribozomi čitaju potpuno istovetno, a da pre toga ne dolazi do uništavanja cele mRNK niske.

Kovid vakcine zasnovane na mRNK su, očigledno, samo početak. Buduće vakcine zasnovane na mRNK moći će da rešavaju mnoge druge izazove – na primer, rak – jer su efikasne, bezazlene, precizne i povrh svega, brze.

—

Tekst: Slobodan Bubnjević

Fotografija: nobelprize.org

*Tokom Nobelove nedelje, izveštavamo vas i ove godine iz dana u dan o pričama iza Nobelovih nagrada