Нобелевская премия по физиологии и медицине 2023 года

Нобелевская премия по физиологии и медицине

Нобелевскую премию по физиологии и медицине 2023 года получат американские ученые Каталин Карико и Дрю Вайсман. 

Об этом решении Нобелевского комитета было объявлено 2 октября: "За открытия, касающиеся модификаций нуклеозидных оснований, которые позволили разработать эффективные мРНК-вакцины против COVID-19" . 

Эти открытия легли в основу создания вакцин на основе отдельного компонента вируса  —  мРНК (матричной РНК), промежуточного этапа между генами и белками — образцом и основой для синтеза белка, своеобразной неинфекционной платформой для синтеза белка, использование которой исключает потенциальный риск  заражения, если сравнивать ее с  вакцинами на основе ДНК.  В отличие от ДНК, мРНК не нужно проникать в ядро ​​для выполнения своей функции. Поэтому мРНК могут немедленно экспрессировать белки внутри клетки (даже в клетках, которые не делятся быстро). мРНК более безопасна в качестве основы вакцины, чем ДНК еще и потому, что экспрессия мРНК временная. Она не внедряется в гены и не приводит к изменениям (мутациям) в критических областях генома человека. 

Схематично мРНК-вакцины, например, против коронавируса действуют так: сначала на производстве создается  мРНК, в которой зашифрована структура S-белка коронавируса, затем вакцина вводится человеку, клетки которого воспринимают ее как основу для  синтеза закодированного белка. Иммунная система обнаруживает в организме чужеродный белок и вырабатывает антитела.

Казалось бы, очень простая схема. 

Но было несколько важных проблем, без решения которых эта схема не работала, и жизни множества людей на планете не были бы спасены благодаря вакцинам, созданным на основе мРНК. 

Первая проблема была связана с повышенной иммуногенностью   мРНК вакцин, способностью вызывать воспалительные реакции в организме в ответ на их введение. Вторая — с нестабильностью молекулы мРНК, в связи с чем особую важность имела разработка системы доставки.

Одна  из этих проблем и была  разрешена благодаря работе Кирико и Вайсмана. Они  прицельно изучали вопрос, связанный с тем, почему человеческий организм распознает мРНК как чужеродный агент. Оказалось, что  мРНК, созданная in vitro и мРНК человека, отличаются 4  азотистыми основаниями, т.е. “буквами генетического кода”.  И в 2005 году были опубликованы результаты их  работы, ставшей теоретической базой для создания РНК-вакцин. 

Именно Каталин Карико и Дрю Вайсману  удалось снизить  иммуногенность РНК за счет включения модифицированных нуклеозидов и обеспечить эффективную экспрессию внутри- и внеклеточных белков без активации собственного иммунитета человека.  

Осознание того, что модификации нуклеиновых оснований могут значительно улучшить свойства мРНК за счет снижения иммуногенности и увеличения стабильности молекулы РНК (парадигма Карико), сыграло решающую роль в этом открытии.

Это был концептуальный прорыв, именно за него и присуждена Нобелевская премия. Такие изменения в понимании базовых механизмов работы иммунной системы не только помогли создать новые РНК-вакцины против COVID-19 (Moderna, Pfizer), но и будут положены в основу вакцин против самых разных инфекций и онкологических заболеваний.   

Портреты Каталин Карико и Дрю Вайсман (источник)

^{Image by Freepik}