Η Καταλίν Καρικό (Katalin Kariko) και ο Ντριου Βάισμαν (Drew Weissman) είναι οι επιστήμονες που θα τιμηθούν με το εφετινό βραβείο Νομπέλ Ιατρικής στη μεγαλειώδη τελετή που θα λάβει χώρα στις αρχές του Δεκέμβρη στη Στοκχόλμη.
Για ποιο λόγο:
Οι δυο τους διαλεύκαναν έναν μηχανισμό που αφορά στην αντίδραση του ανθρώπινου ανοσοποιητικού συστήματος στο συνθετικό mRNA.
Γιατί αυτό είναι σημαντικό:
Το εύρημά τους επέτρεψε την αξιοποίηση του συνθετικού mRNA για την δημιουργία εμβολίων τα οποία όχι μόνο έσωσαν εκατομμύρια ζωές κατά τη διάρκεια της πανδημίας Covid-19 η οποία οφείλεται στον ιό SARS-CoV-2, αλλά υπόσχονται να φέρουν επανάσταση στην ιατρική καθώς μια πληθώρα τέτοιων εμβολίων δοκιμάζονται ενάντια σε σειρά ασθενειών, μεταξύ των οποίων και ο καρκίνος.
Το ιστορικό της ανακάλυψης
Η σειρά των γεγονότων στα κύτταρά μας έχει ως εξής: το DNA, το οποίο είναι ένα μεγάλο και δυσκίνητο μακρομόριο και βρίσκεται προστατευμένο στον πυρήνα του κυττάρου, κατέχει τις οδηγίες για όλες τις κυτταρικές λειτουργίες. Οι οδηγίες αποστέλλονται εκεί που πρέπει με τη βοήθεια του mRNA. Τα mRNA είναι μικρά και ευέλικτα (και ως εκ τούτου ικανότερα να ταξιδεύουν μέσα στο κύτταρο) και ως προς την χημική τους σύσταση θα μπορούσε κανείς να πει ότι είναι ξαδέλφια του DNA.
Οι παραπάνω ιδιότητες των μορίων mRNA (έχουμε τόσα πολλά όσες είναι και οι αντίστοιχες οδηγίες) έπεισαν την Καταλίν Καρικό ότι τα mRNA θα μπορούσαν να αξιοποιηθούν θεραπευτικά. Για να μπορέσουν όμως να αξιοποιηθούν για θεραπευτικούς σκοπούς θα έπρεπε να μπορεί κανείς να συνθέσει συγκεκριμένα mRNA σε επαρκείς ποσότητες και αυτά τα συνθετικά mRNA να είναι συμβατά με τον ανθρώπινο οργανισμό. Και ενώ η σύνθεση συγκεκριμένων mRNA αποδείχθηκε σχετικά εύκολη υπόθεση, η εισαγωγή τους σε ανθρώπινα κύτταρα (σε κυτταροκαλλιέργειες) αποδείχθηκε προβληματική. Παρότι τα ανθρώπινα κύτταρα φιλοξενούν εκατομμύρια μόρια mRNA, αντιδρούσαν στον συνθετικό mRNA ως αυτό να ήταν ένα ξένο σώμα.
Ειδικότερα, όπως διαπίστωσαν οι δύο φετινοί βραβευθέντες η εισαγωγή συνθετικού mRNA σε δενδριτικά κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος (με τα οποία ήδη εργαζόταν ο Βάισμαν) προκαλούσε φλεγμονώδη αντίδραση.
Γιατί άραγε; Αναζητώντας απάντηση σε αυτό το ερώτημα και μέσω μιας σειράς αριστοτεχνικά σχεδιασμένων πειραμάτων, οι δύο συνεργάτες τότε στο Πανεπιστήμιο της Πενσυλβάνια των ΗΠΑ διαπίστωσαν ότι τα mRNA τα οποία υπάρχουν φυσικά στα κύτταρά μας φέρουν μια σειρά από χημικές αλλοιώσεις σε συγκεκριμένα νουκλετίδια (νουκλεοτίδια είναι τα μονομερή από τα οποία συντίθενται τα νουκλεϊνικά οξέα, δηλαδή το DNA και το RNA).
Όταν οι δύο ερευνητές πέτυχαν να δημιουργήσουν τις ίδιες αλλοιώσεις στα συνθετικά μόρια mRNA διαπίστωσαν ότι αυτά όχι μόνο δεν γίνονταν αντικείμενο επίθεσης από το ανθρώπινο ανοσοποιητικό σύστημα, αλλά και ότι οι οδηγίες που έφεραν μπορούσαν να αξιοποιηθούν από τα κύτταρα ως όφειλαν.
Τα εμβόλια
Δεν είναι διόλου περίεργο που τα mRNA αποτελούν άριστη επιλογή για τον σχεδιασμό εμβολίων. Για την παρασκευή εμβολίων αρχικά χρησιμοποιήθηκαν ολόκληροι παθογόνοι μικροοργανισμοί οι οποίοι είχαν υποστεί αλλοιώσεις ώστε να μειωθεί η μολυσματικότητά τους, στη συνέχεια χρησιμοποιήθηκαν τμήματα αυτών και τελικά μέρος του DNA τους.
Οπως όμως τονίσθηκε παραπάνω, τα mRNA είναι τα μόρια που φέρουν τις οδηγίες και ειδικότερα, τις οδηγίες για την σύνθεση συγκεκριμένων πρωτεϊνών. Αντί λοιπόν να πρέπει κανείς να απομονώσει από τους ιούς τις πρωτεϊνες που θα μπορούσαν να εγείρουν την αντίδραση του ανοσοποιητικού συστήματος και να τις εισάγει στον ανθρώπινο οργανισμό μέσω του εμβολίου (πράγμα που θα απαιτούσε τεράστιες καλλιέργειες του ιού με ότι αυτό συνεπάγεται), αρκεί να εισάγει τις οδηγίες για την σύνθεσή τους, δηλαδή το πολύ συγκεκριμένο mRNA που καθοδηγεί τα κύτταρα να παράγουν την επιθυμητή πρωτεϊνη.
Τα πλεονεκτήματα αυτής της μεθόδου είναι προφανή: μείωση του χρόνου παρασκευής των εμβολίων και ευελιξία, ιδιαίτερα απαραίτητο προσόν όταν έχει κανείς να αντιμετωπίσει ιούς που μεταλλάσσονται.
Με άλλα λόγια, το γεγονός ότι τα mRNA εμβόλια ενάντια στον SARS-CoV-2 δημιουργήθηκαν ταχύτατα οφείλεται πρωτίστως στην δουλειά των δύο βραβευθέντων, αλλά και στη δουλειά άλλων επιστημόνων που βελτίωσαν τις τεχνικές που απαιτούνται για τη μεταφορά του mRNA στα κύτταρα.
Δικαίωση
Ορθώς όμως η Σουηδική Ακαδημία Επιστημών επέλεξε να τιμήσει μόνο αυτούς τους δύο ερευνητές. Αν δεν είχε επιλυθεί το πρόβλημα της συμβατότητας του συνθετικού mRNA με το ανθρώπινο ανοσοποιητικό σύστημα, καμμιά από τις μετέπειτα βελτιώσεις δεν θα είχε υπάρξει.
Αξίζει εδώ να σημειωθεί ότι για την Καταλίν Καρικό το Νομπέλ είναι ίσως η μεγαλύτερη δικαίωση για την επιμονή και την πίστη της σε αυτό που έκανε. Σε πολλές περιπτώσεις στη διάρκεια της σταδιοδρομίας της, συνέχισε να διερευνά τα του mRNA όταν σχεδόν ολόκληρη η επιστημονική κοινότητα θεωρούσε ότι επρόκειτο για μια χαμένη υπόθεση.
Τελικά ίσως η υπομονή και η επιμονή να είναι από τα βασικά προσόντα ενός καλού ερευνητή.
