Czy medyczny Nobel otworzy mRNA drzwi do rewolucyjnych terapii?

Na czym polega istota odkrycia, które otrzymało w tym roku Nagrodę Nobla w dziedzinie medycyny i fizjologii?

Należy zacząć od tego, że mRNA jest naszym komórkowym „przepisem” na białko, które składa się z czterech liter (A, U, G, C). Wszystkie białka w naszym organizmie powstają w dokładnie taki sam sposób, czyli w procesie biosyntezy na matrycy mRNA (tzw. translacji). Do niedawna dla potrzeb farmakoterapii mRNA było syntetyzowane poza organizmem w probówkach, a następnie po oczyszczeniu było wstrzykiwane pacjentowi w postaci szczepionki czy leku. Karikó i Weissman zaobserwowali jednak, że mRNA zsyntetyzowane in vitro po wstrzyknięciu do komórek ludzkich nie zachowuje się dokładnie tak, jakbyśmy tego oczekiwali. Nie dość, że nie powstaje dostateczna ilość białka, to jeszcze nasz układ immunologiczny traktuje je jako coś obcego, reagując rozwojem stanu zapalnego. Badacze zauważyli, że problem ten może generować jedna z literek tego kodu genetycznego – urydyna (U), której duża zawartość w RNA jest charakterystyczna dla RNA wirusowego, co sprawia, że układ odpornościowy ją neutralizuje, zamiast produkować na jej podstawie białko. W związku z tym postanowili zastąpić urydynę podobną cząsteczkę, która również nie zmienia kodu genetycznego, ale nie aktywuje w ten niespecyficzny sposób układu immunologicznego. Wykorzystali do tego celu inny, również naturalnie występujący nukleotyd, czyli pseudourydynę. To sprawiło, że RNA ulega efektywnej translacji, ale jednocześnie nie „niepokoi” naszego układu odpornościowego.

Czy spodziewał się pan profesor tak szybko medycznego Nobla za odkrycie Katalin Karikó i Drew Weissmana?

Rzeczywiście, cechą charakterystyczną dla Komitetu Noblowskiego jest to, że Nagrody Nobla często są przyznawane dość późno po dokonaniu odkrycia. Należy jednak pamiętać, że próby stworzenia terapeutyku z wykorzystaniem mRNA trwają już od czterech dekad i są prowadzone przez kilkanaście, a może nawet kilkadziesiąt zespołów badawczych. Sami Karikó i Weissman swoje prace kontynuują od ponad 20 lat, z czego kluczowe z punktu widzenia tegorocznego medycznego Nobla znaczenie mają te z roku 2015 i późniejsze.

Warto podkreślić, że Nagroda Nobla dla Karikó i Weissmana była oczekiwana od momentu, kiedy ich odkrycie zostało zastosowane w dwóch szczepionkach przeciwko COVID-19 (Pfizer/BioNTech, Moderna). Były to szczególne okoliczności związane z trudnym dla naszej cywilizacji czasem pandemii, a dzięki technologii mRNA można było dostarczyć szczepionkę w rekordowo krótkim czasie. Potwierdziło to, że badania Karikó i Weissmana przekładają się na realne zastosowania, ratując przy tym życie i zdrowie wielu milionów ludzi. Myślę, że to w największym stopniu przyczyniło się do decyzji Zgromadzenia Noblowskiego Instytutu Karolinska o przyznaniu Nagrody Nobla tym badaczom.

mRNA ma jednak dużo większy potencjał niż tylko szczepionki antycovidowe. Jak to odkrycie może wpłynąć na przyszłość medycyny?

Oczywiście, odkrycie Karikó i Weissmana ma charakter uniwersalny, dzięki czemu może znaleźć zastosowanie w wielu dziedzinach medycyny. Mimo że na razie dopuszczone do użytku są tylko szczepionki przeciwko COVID-9, które wykorzystują technologię mRNA, to należy podkreślić, że obecnie prowadzonych jest kilkaset badań klinicznych na różnych etapach, również w innych obszarach. Można się więc spodziewać, że niebawem pojawią się kolejne farmaceutyki oparte na mRNA.

Najbardziej zaawansowane są badania kliniczne (niektóre z nich są w III fazie) nad innymi szczepionkami antywirusowymi m.in. przeciwko grypie czy Zika. Warto przy tym zaznaczyć, że technologia modyfikacji mRNA była początkowo tworzona w celu opracowania leczniczych szczepionek przeciwnowotworowych. Miały być one wykorzystywane u pacjentów, którzy zachorowali na nowotwór, jednak ich układ immunologiczny nie zareagował prawidłowo i nie zniszczył komórek nowotworowych w zarodku. W takiej sytuacji można wprowadzić informację genetyczną w postaci RNA o białkach charakterystycznych dla komórek danego nowotworu. Technologia ta ma na celu nauczyć system odpornościowy rozpoznawania komórek nowotworowych i ich niszczenia. Zadanie to jest trudniejsze niż w przypadku szczepionek przeciwwirusowych, ale w tym obszarze również toczy się wiele badań klinicznych, w których wykorzystywane są m.in. nasze rodzime odkrycia.

Poza tym technologia modyfikacji mRNA jest poddawana testom w kierunku terapii rzadkich chorób genetycznych czy metabolicznych. U podstaw niektórych z nich leży fakt, że jakieś konkretne białko albo powstaje w formie zdefektowanej, albo nie powstaje w ogóle. Wówczas mRNA może dostarczyć prawidłowy „przepis” na takie białko, które zacznie być wytwarzane w komórkach organizmu i doprowadzi do wyleczenia pacjenta.

ZOBACZ TAKŻE: Dzięki odkryciu noblistów kolejne pandemie przejdziemy lepiej? [KOMENTARZE]