Cine sunt cercetătorii care au dezvoltat tehnologia ARNmesager folosită pentru vaccinurile anti-COVID. Au fost premiați cu 3 milioane de dolari
Katalin Karikó (foto stânga) și dr. Drew Weissman (foto dreapta) au luat premiul Breakthrough în științele vieții pentru cercetarea lor la dezvoltarea tehnologiei ARNm care a permis dezvoltarea mai multor vaccinuri COVID-19. Cei doi au primit suma de 3 milioane de dolari.
În cel de-al 10-lea an, Premiile Breakthrough recunosc cercetătorii de frunte în domeniile fizicii fundamentale, științelor vieții și matematicii. Fiecare distincție vine cu un premiu de 3 milioane de dolari, oferit de sponsorii fondatori ai fundației, Sergey Brin, Priscilla Chan și Mark Zuckerberg, Yuri și Julia Milner și Anne Wojcicki, potrivit publicatiei livescience.com.
Katalin Karikó și dr. Drew Weissman premiați pentru tehnologia ARNm
Anul acesta, unul dintre cele trei premii din categoria Științele vieții le revine cercetătorilor Katalin Karikó și dr. Drew Weissman, a căror muncă din ultimele decenii a condus la dezvoltarea tehnologiei necesare pentru a livra ARNm în celule, deschizând calea pentru COVID de astăzi -19 vaccinuri, în special cele produse de Pfizer-BioNTech și Moderna.
În esență, Karikó și Weissman și-au dat seama cum să oprească alarmele din sistemul imunitar suficient de mult timp pentru ca ARN-ul messenger sintetic să alunece în celule, să trimită comenzi către celule pentru a produce proteine și să fie descompus inofensiv după ce aceste instrucțiuni au fost livrate. Acest proces a permis vaccinurile COVID-19 care au fost administrate mai mult de 360 de milioane de oameni în SUA, singure, și cu milioane mai multe în țări din întreaga lume - iar tehnologia ar putea deschide calea pentru terapii genetice și tratamente pentru cancer, în viitor.
Pfizer și Moderna, vaccinuri bazate pe ARNm
„Vaccinurile inovatoare dezvoltate de Pfizer / BioNTech și Moderna care s-au dovedit eficiente împotriva virusului se bazează pe decenii de muncă ale Katalin Karikó și Drew Weissman”, a scris Fundația Breakthrough într-un comunicat.
„Convinși de promisiunea terapiilor cu ARNm în ciuda scepticismului larg răspândit, au creat o tehnologie care nu este vitală doar în lupta împotriva coronavirusului de astăzi, ci deține o promisiune vastă pentru viitoarele vaccinuri și tratamente pentru o gamă largă de boli, inclusiv HIV, cancer, autoimune. și boli genetice. "
„Există un potențial uriaș pentru viitorul ARN-ului modificat”, a spus Weissman, un imunolog și profesor de cercetare a vaccinurilor la Școala de Medicină Perelman de la Universitatea din Pennsylvania, pentru Live Science
Se lucra la vaccinuri de tip ARNm de dinainte de pandemie
De exemplu, înainte de pandemia de coronavirus, grupul Weissman a lansat studii clinice cu vaccinuri ARNm pentru a preveni herpesul genital, gripa și HIV; în 2020, au început să lucreze la un vaccin pan-coronavirus capabil să depășească orice beta coronavirus, dintre care SARS-CoV-2 este doar un exemplu. De asemenea, lucrează la o terapie genetică bazată pe ARN pentru anemia cu celule secera, care ar viza celulele stem ale măduvei osoase.
Între timp, Karikó, profesor adjunct de neurochirurgie la Școala de Medicină Perelman și vicepreședinte senior la BioNTech, lucrează cu compania germană de biotehnologie pentru a dezvolta terapii cu ARNm pentru combaterea cancerului și a bolilor autoimune, cum ar fi scleroza multiplă.
Cum ne ajuta tehnologia ARNm să luptăm cu bolile
Pentru a înțelege de ce platforma este atât de puternică, ajută să știm cum moleculele de ARN ajută activitatea directă în celulele noastre.
În fiecare ființă vie, ADN-ul și ARN-ul lucrează împreună pentru a produce proteine. Genele din ADN conțin instrucțiuni pentru a construi proteine, dar ADN-ul rămâne blocat în nucleu, departe de siturile de construcție a proteinelor celulare, ribozomii. Pentru a obține informațiile din genele noastre de la punctul A la punctul B, celula construiește o moleculă numită ARN mesager (ARNm), care intră, copiază în jos biții relevanți de cod genetic și se apropie de un ribozom. De acolo, ribozomii lucrează cu o a doua moleculă, „ARN de transfer” (ARNt), pentru a transforma acel cod genetic într-o nouă proteină strălucitoare.
Vaccinurile și terapiile pe bază de ARN funcționează foarte asemănător cu ARN-ul natural, cu excepția oamenilor de știință care își construiesc propriile molecule de ARN personalizate într-un laborator. ARN-ul sintetizat poate fi apoi livrat către celule specifice din corp, care folosesc instrucțiunile ARN pentru a construi proteine. Când Karikó și Weissman au început să lucreze împreună în anii 1990, au experimentat metode de administrare a ARN-ului în celule dendritice - celule imune care aruncă steaguri roșii atunci când detectează invadatori străini, cum ar fi virușii. Vaccinurile vizează aceste celule pentru a declanșa un răspuns imun și pentru a instrui organismul să recunoască agenții patogeni specifici.
ARNm activează sistemul imunitar
Dar în această cercetare „am constatat că ARN-ul activează foarte mult sistemul imunitar, probabil pentru că mulți viruși sunt ARN, iar corpul nostru luptă continuu împotriva lor”, a spus Weissman. În experimentele lor, echipa a reușit să obțină celulele dendritice pentru a construi proteinele dorite, dar ARN-ul lor sintetic a declanșat, de asemenea, inflamații severe în celule. „Așadar, lucrarea pe care am făcut-o Kati [Karikó] și cu mine în primii șapte ani, a fost să ne dăm seama ce a făcut ARN-ul atât de imunogen, atât de activ și cum să scăpăm de asta”.
În cele din urmă, și-au dat seama că ar putea preveni inflamația prin schimbarea unuia dintre elementele constitutive ale ARNm - uridina - pentru una foarte similară, numită pseudouridină. În celulele umane, pseudouridina poate fi găsită în ARNt, a spus Weissman. Această descoperire critică, publicată în 2005 în revista Immunity, ar fi cheia dezvoltării tuturor vaccinurilor ARNm în viitor, a raportat Stat News.
Ce obstacole au întâlnit cercetătorii până când metoda a putut fi folosită în vaccinuri.
După rezolvarea problemei de inflamație, echipa s-a confruntat în continuare cu „un număr mare de obstacole”, a spus Weissman. De exemplu, au trebuit să elaboreze cea mai bună metodă pentru a obține ARNm în celule, în primul rând. Au descoperit în cele din urmă că nanoparticulele lipidice, care sunt în esență mici bule de grăsime, au făcut cea mai bună treabă protejând ARN-ul de enzime care ar putea să-l degradeze în timp ce transferă moleculele în celule, a spus el.
Toate aceste cercetări au pus bazele apariției vaccinurilor COVID-19 Pfizer și Moderna, care determină celulele să construiască proteina tipică a coronavirusului. Și aceste vaccinuri pot fi ușor actualizate pentru a viza noi variante de coronavirus, grație adaptabilității platformei ARN. Poate că în viitor, ARNm ar putea sta la baza primului vaccin pan-coronavirus, împreună cu nenumărate alte tratamente medicale.
„Potențialul este enorm”, a spus Weissman. „Laboratorul meu lucrează în prezent cu 150 de laboratoare diferite din întreaga lume, dezvoltând diferite vaccinuri mRNA și produse terapeutice, astfel încât interesul pentru acesta crește pe zi ce trece”.
