Нобелевская неделя стартовала с вручения премии в области медицины

0 8

        Нобелевская неделя стартовала с вручения премии в области медицины
Фото носит иллюстративный характер. Из открытых источников.

Шведская королевская академия наук, Нобелевская ассамблея Каролинского института и Норвежский нобелевский комитет приняли решение присудить Нобелевскую премию по физиологии и медицине за 2023 год совместно биохимику Каталин Карико и иммунологу Дрю Вайсману за их открытия в области модификации нуклеозидных оснований, которые позволили создать эффективные мРНК-вакцины против COVID-19.

 


        Нобелевская неделя стартовала с вручения премии в области медицины

 

Награда — не за вакцину, а за возможность пути к ней

 

«Благодаря своим революционным открытиям, которые в корне изменили наше понимание того, как мРНК взаимодействует с иммунной системой, лауреаты внесли вклад в беспрецедентно быстрые темпы разработки вакцин во время одной из самых серьезных угроз здоровью человека в современную эпоху», — говорится в пресс-релизе.

 

И если вакцины на основе убитых или ослабленных вирусов существуют уже давно, примером чему служат вакцины против полиомиелита, кори и желтой лихорадки (так, в 1951 году американский вирусолог южноафриканского происхождения Макс Тейлер был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине за разработку вакцины против желтой лихорадки, созданной им еще в 1937 году), то прогресс молекулярной биологии в последние десятилетия позволил создать вакцинные препараты, основанные на отдельных вирусных компонентах, и пойти еще дальше, «обучив» организм человека самостоятельно синтезировать вирусные белки.

 

В качестве примера можно привести вакцины против вируса гепатита В и вируса папилломы человека, в которых части вирусного генетического кода (обычно кодирующие белки, находящиеся на поверхности вируса) используются для создания белков, стимулирующих образование антител, блокирующих вирус. Часть вирусного генетического кода научились переносить в безвредный «векторный» вирус — как в вакцинах против Эболы или в российском «Спутнике V» против COVID-19. При введении векторных вакцин выбранный вирусный белок вырабатывается в наших клетках, стимулируя иммунный ответ против вируса-мишени.

 

Идея вакцины на основе мРНК — в создании технологии, не зависящей от культуры клеток. Генетическая информация, закодированная в ДНК, переносится на матричную РНК (мРНК), которая используется в качестве шаблона для производства белка.

 

В 1980-х годах появились эффективные методы получения мРНК без клеточной культуры, названные транскрипцией in vitro. Этот решающий шаг ускорил развитие молекулярной биологии в нескольких областях. Однако идеи использования мРНК-технологий в вакцинной профилактике и терапевтических целях столкнулись с серьезными препятствиями. Транскрибированная in vitro мРНК считалась нестабильной и трудно доставляемой, что требовало разработки сложных липидных систем-носителей для инкапсуляции мРНК. Кроме того, мРНК, полученная in vitro, вызывала воспалительные реакции. Поэтому первоначальный энтузиазм к разработке технологии мРНК для клинических целей быстро иссяк.

 

Исследования Каталин Карико с 1980-х годов были сосредоточены на РНК-опосредованных механизмах с конечной целью разработки транскрибируемой in vitro мРНК для белковой терапии. Она исследовала РНК-опосредованную иммунную активацию и обнаружила, что нуклеозидные модификации подавляют иммуногенность РНК, расширяя тем самым терапевтические возможности мРНК.

 

В начале 1990-х коллегой Каталин Карико в Пенсильванском университете был иммунолог Дрю Вайсман. Его интересовали дендритные клетки, выполняющие важные функции в иммунном надзоре и активации вакциноиндуцированных иммунных реакций. Подстегнутые новыми идеями, ученые начали плодотворное сотрудничество, сосредоточившись на изучении взаимодействия различных типов РНК с иммунной системой.

 

В чем суть открытия?

 

Исследователей заинтересовало, почему транскрибированная in vitro мРНК распознается дендритными клетками как чужеродная (что приводит к их активации и высвобождению воспалительных сигнальных молекул), в то время как мРНК из клеток млекопитающих не вызывает такой реакции. Зная, что основания в РНК из клеток млекопитающих часто подвергаются химической модификации, а в транскрибируемой in vitro мРНК — нет, ученые задались вопросом, может ли отсутствие измененных оснований в транскрибируемой in vitro РНК объяснять нежелательную воспалительную реакцию. Для этого были получены различные варианты мРНК с уникальными химическими изменениями в основаниях, которые были доставлены в дендритные клетки.

 

Результаты оказались поразительными: воспалительная реакция практически исчезала, если в мРНК включались модифицированные основания. Это изменило понимание того, как клетки распознают и реагируют на различные формы мРНК.

 

Карико и Вайсман сразу же поняли, что их открытие имеет огромное значение для терапевтического использования мРНК. Их первые основополагающие результаты были опубликованы в 2005 году, за 15 лет до пандемии COVID-19. В дальнейших исследованиях, опубликованных в 2008 и 2010 годах, тандем ученых показал, что доставка мРНК, созданной с модификацией оснований, заметно увеличивает продукцию белка по сравнению с немодифицированной мРНК. Этот эффект был обусловлен снижением активации фермента, регулирующего выработку белка.

 

Открыв, что модификации оснований одновременно снижают воспалительную реакцию и увеличивают выработку белка, Карико и Вайсман устранили критические препятствия на пути к клиническому применению мРНК, по сути, показав, как можно сделать препараты на основе РНК. 

 

Благодаря работам Карико и Вайсмана модифицированные мРНК-вакцины, кодирующие поверхностный белок SARS-CoV-2, разрабатывались с беспрецедентной скоростью и были одобрены к применению уже в декабре 2020 года. Но что еще более важно — разработки мРНК-вакцин открывают путь к использованию новой платформы для создания вакцин против других инфекционных заболеваний. Считается также, что в ближайшем будущем эта технология может быть использована для доставки терапевтических белков и лечения некоторых видов рака.

 

Оставлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи

Источник: medvestnik.by

Оставьте ответ

Ваш электронный адрес не будет опубликован.