Çalışmalarıyla Kovid aşılarının önünü açan bilim insanları Nobel kazandı

Uzun süreli işbirlikleri aşı yapımında devrim yaratan ve çeşitli rahatsızlıklar için yeni tedavi umutlarını artıran Amerikalı bilim insanları Katalin Karikó ve Dr. Drew Weissman, haberci RNA üzerindeki çalışmaları nedeniyle Pazartesi günü Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü’ne layık görüldü.

68 yaşındaki Macar doğumlu biyokimyacı Karikó, pandeminin COVID-19’a neden olan virüse karşı ilk aşısını üretmek için ilaç devi Pfizer ile işbirliği yapan Alman ilaç firması BioNTech’te yaklaşık on yıl geçirdi. 64 yaşındaki doktor-bilim adamı Weissman, Pensilvanya Üniversitesi Perelman Tıp Fakültesi’nde aşı araştırma profesörüdür.

Çalışmaları, bilim adamlarını ve ilaç şirketlerini vücudun hücrelerini kendi ilacının üreticilerine dönüştürme araçlarıyla donattı.

Nobel Meclisi üyesi Rickard Sandberg, “Bu yılki Nobel Ödülü, mRNA’nın bağışıklık sistemiyle nasıl etkileşime girdiğine dair anlayışımızı temelden değiştiren ve son salgın sırasında toplum üzerinde büyük bir etki yaratan temel bilim keşiflerini takdir ediyor” dedi. mRNA aşıları, diğer COVID-19 aşılarıyla birlikte “13 milyardan fazla kez uygulandı.”

Nobel Meclisi genel sekreteri Thomas Perlmann, hem Karikó hem de Weissman’ın ödülü kendilerine bildirdiğinde, özellikle de yakın mesleki geçmişi göz önüne alındığında Karikó’nun “bunaldığını” söyledi.

Perlmann, “On yıl önce bana mevcut görevinden alındığını ve ailesi olmadan başka bir pozisyon için Almanya’ya taşınmak zorunda kaldığını söyledi” dedi. “Yani koşullarında dramatik bir değişiklik oldu.”

mRNA’nın COVID-19 aşılarında kullanımı kamuoyunda öne çıkmış olsa da teknolojinin grip aşıları için önemli bir temel haline gelmesi, daha kısa teslim süreleri ve dolaşımdaki grip türleri ile yıllık aşılar arasında daha doğru eşleşmeye olanak sağlaması bekleniyor.

Bunun ötesinde, orak hücre hastalığının tedavisinde önemli bir rol oynayabilir ve otoimmün bozukluk olan multipl skleroz için umut vaat ediyor. Kanser tedavisindeki potansiyel kullanımı aynı zamanda bağışıklık sistemini maligniteye karşı silahlandırmak için yeni yollar açıyor.

Bir sonraki hedef HIV olabilir. HIV enfeksiyonuna karşı korunmaya yönelik, tamamı COVID-19 aşısında kullanılana benzer bir mRNA tasarımına dayanan üç yeni deneysel aşı, şu anda insanlar üzerinde erken klinik denemelerden geçiyor.

Karikó ve Weissman’ın öncülüğünü yaptığı teknikler, bilim adamlarının aşıların hedeflediği proteinleri hızlı bir şekilde özelleştirmesine olanak tanıdı; bu, koronavirüs ve HIV gibi şekil değiştiren virüsleri engellemenin anahtarıdır.

Bu tür yetenekler, pandemi sırasında değerini fazlasıyla kanıtladı. Pfizer-BioNTech ve Moderna tarafından üretilen mRNA aşıları, SARS-CoV-2 koronavirüs genomunun piyasaya sürülmesinden birkaç hafta sonra tasarlandı ve dünya çapında kullanım için üretim hatlarından ilk kez çıktı. Bugün iki Kovid-19 aşısı en az 164 ülkede kullanılıyor ve yaklaşık 270 milyon Amerikalı en az bir doz aldı.

Ulusal Alerji ve Bulaşıcı Hastalıklar Enstitüsü’nün eski müdürü ve Başkan Biden’ın baş tıbbi danışmanı Dr. Anthony Fauci, “Etkileyici başarı öyküsü” tek başına Karikó ve Weissman’ın Nobel Komitesi tarafından tanınmasını “uygun ve uygun” hale getirecek dedi. Ancak çiftin mRNA kullanımında kaydettiği ilerlemelerin tıpta daha yeni hissedilmeye başladığını da sözlerine ekledi.

Karikó, ribonükleik asit veya RNA ile ilk kez 1978’de tanıştı ve “o zamandan beri bu kırılgan moleküle tutkuyla bağlı olduğunu” söyledi. 1997 yılında Pensilvanya Üniversitesi’nde bir fotokopi makinesinde Weissman’la tanıştığında, hücrelere belirli iş emirlerini iletmek için DNA’nın haberci RNA kullanımını araştırıyordu.

Antiretroviral ilaçlar o sıralarda HIV/AIDS’e karşı yaygın olarak kullanılmaya başlıyordu ve Weissman, her yıl yüz binlerce Amerikalıyı öldüren bir hastalığa karşı bir aşı tasarlamaya çalışıyordu. MRNA’nın, hücreleri vücutta eksik olan veya kendini iyileştirmesi gereken proteinleri üretmeye teşvik etme olasılığı ilgisini çekmişti. Ancak bu hassas nükleik asidi tıbbi amaçlarla yeniden kullanma çabalarının birçok engelle karşılaştığını biliyordu.

Karikó, mRNA’nın kullanımının önündeki engellere çok yakından aşinaydı. Ve bilim camiasının kendisine yönelttiği şüpheciliğin de gayet farkındaydı. Macaristan’ın Szeged Üniversitesi’nde biyokimya alanında doktorasını aldıktan ve 1985’te Amerika Birleşik Devletleri’ne göç ettikten sonra, tedaviler için mRNA’dan yararlanmanın yollarını bulmaya kararlıydı.

Weissman’la tanıştığında Karikó, on yılı aşkın süredir gezici bir doktora sonrası araştırmacıydı. Philadelphia’daki Temple Üniversitesi’nde, Bethesda, Maryland’deki Üniformalı Sağlık Bilimleri Üniversitesi’nde ve Pensilvanya Üniversitesi’nde, mRNA’nın biyomedikal kullanımları üzerine yapılan çalışmalara destek sağlamaya çalışmıştı. Gösterebileceği, reddedilen hibe teklifleriyle dolu bir çekmecesi vardı.

Weissman’ın araştırma geçmişi daha umut vericiydi. Brandeis Üniversitesi’nde biyokimya bölümü okuyan Weissman, tıp diplomasını ve doktorasını Boston Üniversitesi’nde aldı ve Ulusal Sağlık Enstitüleri’nde Fauci’nin laboratuvarında doktora sonrası burs almaya hak kazandı. Oradayken, memeli bağışıklık sisteminin önemli bir düğümü olan dendritik hücreleri ve bunların HIV/AIDS’teki bozukluklarını inceledi.

Weissman, haberci RNA’nın dendritik hücreler üzerinde tesadüfi bir etkisi olduğunu biliyordu: Bunların etkileşimi, vücutta tehlikeli iltihaplanmayı ateşleyen bir bağışıklık tepkisine yol açtı.

Weissman ve Karikó, bu sorun çözülene kadar mRNA’nın biyomedikal kullanımının sınırlı olacağını ve aşı yapımında hiçbir faydası olmayacağını fark ettiler. Ayrıca mRNA’nın hücre dışındaki kırılganlığı sorunu da vardı: Paketlenmemiş olduğundan enzimler tarafından kolayca çiğneniyordu ve hücrelerin dış duvarlarından geçmesi de hiç de kolay değildi.

İki bilim adamı cesaret ve zarafetten oluşan bir ortaklık kurdu. Yirmi yılı aşkın süredir Karikó ve Weissman’ın deneyleri, mRNA’nın hücrelere girmek ve belirli proteinlerin üretimini güvenli bir şekilde düzenlemek için nasıl yeniden kullanılabileceği konusuna daha fazla ışık tuttu. Diğer nükleik asitlerin fark edilmeden bağışıklık sistemini nasıl geçtiklerini izlediler ve mRNA’nın iltihaplanma alevlenmelerine neden olmadan yeni iş emirlerini hücrelere iletmesine olanak tanıyan bir düzeltme tasarladılar.

Weissman, ikilinin birçok prestijli bilimsel ödülünden biri olan 2021 Lasker Ödülü’nü kabul ederken yaptığı konuşmada, “İster beklediğimiz bir bulgu, ister daha da heyecan verici, beklemediğimiz bir bulgu olsun, ilginç bir şeyin her kıvılcımı bizi devam etmeye motive etti” dedi. son yıllarda kazandık.

Weissman, “Birlikte deneyler tasarladık ve yürüttük; genellikle erken saatlere kadar e-posta alışverişinde bulunduk; belirli bulguları veya fikirleri paylaşmak için ertesi güne kadar bekleyemedik” dedi. “Biz sadece buna devam ettik.”

2004 yılına gelindiğinde ikili, memelilerde kullanılmak üzere mRNA’nın yeniden yapılandırılmasındaki başarılarını detaylandıran bir makale hazırladılar. Cell dergisine verdikleri bir röportajda ikili, birlikte yazdıkları ilk makalenin üç önde gelen bilim dergisi (Cell, Science ve Nature) tarafından reddedildiğini hatırlattı. İncelemeyi yapanlardan biri, çalışmayı, bölgedeki mevcut araştırmalara göre yalnızca “artan bir gelişme” olarak değerlendirdi.

Karikó, sözlükte “artımlı” kelimesine bakması gerektiğini söyledi. İkili kararlı bir şekilde makalelerini 2005 yılında özel bir dergi olan Immunity’de yayınladı. Ardından konferans davetiyelerinin yağmasını beklediler.

Weissman, “Oturup telefona baktık ve hiçbir şey olmadı” dedi. Bir konferansta makaleyi sunduktan sonra Karikó, bir bilim adamı arkadaşının gelip onun çalışmasını kimin denetlediğini sorduğunu söyledi; bu, hiç kimsenin onun yaşındaki bir erkeğe sormayacağı türden bir soruydu.

2010 yılında, ikili mRNA’nın kullanım olasılığını daha da artıran bulgular yayınladıktan sonra tıp kurumu bunu fark etmeye başlamadı. 2012 yılına gelindiğinde Weismann ve Karikó, farelere verilen mRNA’nın geçici olarak kırmızı kan hücrelerinin üretimini tetikleyebileceğini gösteren bir ekibe liderlik etti.

Fauci, “Genetik talimatları hücrelere aktarmak için vücudun içinde yeterince uzun süre dayanmasını sağlamak için gerçekten süslü bir manipülasyon yapmak zorundaydılar” dedi. “İsrarcıydılar, dirençliydiler ve buna bağlı kaldılar” diye ekledi. “Bu bilimsel sürecin harika bir örneği.”

2013 yılında Karikó, ilaç şirketlerinin mRNA teknolojisini kullanarak tedavi geliştirme konusunda üniversiteleri gölgede bırakacağını düşünerek BioNTech’e katılmak üzere Pennsylvania Üniversitesi’nden ayrıldı.

SARS-CoV-2 virüsü 2019 yılında Çin’de ortaya çıktığında BioNTech, yüz binlerce hamile kadına bulaşan ve dünya çapında ciddi doğum kusurlarına neden olan Zika virüsüne karşı bir aşı tasarlamak için zaten mRNA teknolojisini kullanmıştı. Moderna da Zika aşısının yanı sıra sitomegalovirüs enfeksiyonu ve kansere karşı aşılar üzerinde çalışıyordu.

SARS-CoV-2 virüsünün genetik dizisinin yayınlanmasından sonraki iki hafta içinde her iki şirket de aşı geliştirmek için ihtiyaç duydukları şeye sahip oldu. MRNA’nın iletimi için farklı formülasyonlar kullandılar, ancak aşılar bir insan hücresine girdikten sonra, koronavirüsün spike proteinlerinin zararsız kopyalarını üretmek için genetik özellikleri sağladı. İnsan bağışıklık sistemi bunu oradan alacaktır.

ABD ve Birleşik Krallık’taki sağlık yetkilileri, Omicron varyantını hedef alan yeni bir Kovid-19 aşısı siparişi verdiğinde, Pfizer-BioNTech ve Moderna’nın tek yapması gereken, istenen türlerle eşleşen önemli bir genetik kod parçasını eklemekti. Güncellenen çekimler yalnızca birkaç ay içinde hazırdı.

Weissman, yerel olarak üretilebilecek COVID-19 aşılarını geliştirmek için Tayland, Güney Afrika ve diğer düşük ve orta gelirli ülkelerde laboratuvarlar kurdu. Araştırması, bağışıklık sistemini virüsün mutasyona daha az eğilimli parçalarını tanıyacak şekilde eğiterek mRNA aşılarının COVID-19’a karşı daha kalıcı koruma sağlamanın yollarını keşfetmeye devam ediyor.

Pennsylvania Üniversitesi’nde kalıyor ve Mary Ellen Weissman ile evli. Rachel ve Allison adında iki kızları var.

Karikó, 2022’de BioNTech’ten ayrıldı ancak halen şirkette danışman olarak görev yapıyor. Şu anda Szeged Üniversitesi’nde araştırma profesörü ve Pensilvanya Üniversitesi’nde yardımcı profesördür.

Kariko Béla Francia ile evli. Çift ve kızları Zsuzsanna “Susan” Francia, hayatlarındaki birikimlerini (yaklaşık 1000 dolar) bir oyuncak ayının dolgusuna dikerek 1985 yılında Amerika Birleşik Devletleri’ne geldiler. (Susan Francia büyüyünce madalyalı bir kürekçi oldu ve Amerika Birleşik Devletleri adına iki Olimpiyat altın madalyası kazandı.)

Her şeye rağmen Karikó, finansman eksikliği, tıp kurumunun ilgisizliği ya da kendisinin ve Weissman’ın mRNA’nın sırlarını açığa çıkarma hızının yavaş olmasından dolayı caymadığını söyledi.

Karikó, Pensilvanya Üniversitesi’nden bir görüşmeciye “İnsanlığa yardımcı olmasına çok sevindim” dedi. Ancak onlarca yıldır bilimsel keşif sürecinin kendi ödülü olduğunu ekledi.

Karikó, “RNA ile ilgili pek çok esrarengiz şeyi çok ama çok heyecan verici buluyorum” dedi. O ve Weissman sorular soruyor ve ardından bunları yanıtlamak için deneyler tasarlıyorlardı.

“Ve elbette cevap yerine 100 sorumuz daha var” diye ekledi. “Çok keyifliydi. Bilim insanı olmanın mutluluk verici bir şey olduğunu vurgulamak isterim.”