fot. Daniel Schludi | Unsplash
Nagroda Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny (2023)
Katalin Karikó i Drew Weissman
Za nami pierwsza Nagroda Nobla w tym roku. W dziedzinie fizjologii lub medycyny wyróżniono węgierską biochemiczkę Katalin Karikó oraz amerykańskiego biologa molekularnego Drew Weissmana „za odkrycia dotyczące modyfikacji zasad nukleozydowych, które umożliwiły opracowanie skutecznych szczepionek mRNA przeciwko COVID-19”.
Na temat tegorocznego wyróżnienia wypowiada się dr Joanna Morończyk z Instytutu Biologii, Biotechnologii i Ochrony Środowiska na Wydziale Nauk Przyrodniczych Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach.
WERONIKA CYGAN: Pani Doktor, czy możemy rozszyfrować uzasadnienie Komisji Noblowskiej?
DR JOANNA MOROŃCZYK: Odkrycie tegorocznych laureatów Nagrody Nobla w dziedzinie fizjologii i medycyny dotyczyło modyfikacji cząsteczek mRNA (tzw. informacyjnego RNA, ang. messenger RNA), naturalnie występujących w komórkach, odpowiedzialnych za przenoszenie informacji genetycznej na sekwencję białkową. Komórki wszystkich organizmów stale wytwarzają mRNA aby produkować białka, jednakże cząsteczki te są wysoce niestabilne. Badania dr Katalin Karikó oraz dr. Drew Weissmana umożliwiły uzyskanie stabilnego mRNA, trudniejszego do zdegradowania w komórkach, a tym samym takiego, które jest w stanie wywołać reakcję immunologiczną w organizmie. Co więcej, zmodyfikowany mRNA ulegał skuteczniejszej translacji, co skutkowało wyższą produkcją białka w komórkach, które przyjęły mRNA. Dzięki temu odkryciu możliwe było opracowanie szczepionki przeciw koronawirusowi SARS-CoV-2, wywołującemu COVID-19. Po podaniu szczepionki zawierającej mRNA, nasze komórki zaczynają intensywnie produkować białko koronawirusa, stymulując organizm do produkcji przeciwciał, gotowych do zaatakowania i zniszczenia wirusa na wypadek infekcji, czyli pojawienia się wirusa w naszym organizmie.
WERONIKA CYGAN: Dlaczego osiągnięcie zasługiwało na wyróżnienie Noblem? Czym szczepionki mRNA różnią się od poprzednich szczepionek?
DR JOANNA MOROŃCZYK: Stosowane od wielu dekad klasyczne szczepionki zawierają osłabione lub martwe drobnoustroje, które nie wywołują choroby, ale zapewniają odporność organizmu na wypadek kontaktu z patogenem. Przykładem mogą tu być szczepionki przeciw polio, gruźlicy lub odrze. W ostatnich latach rozwój biologii molekularnej pozwolił na produkcję tzw. szczepionek rekombinowanych, które zawierają już nie całe wirusy, a jedynie ich części składowe, najczęściej białka znajdujące się na powierzchni wirusa. Białka te są produkowane przez zmodyfikowane genetycznie komórki ssacze lub drożdże, a następnie izolowane, oczyszczane i przygotowywane do wyprodukowania szczepionek. Takie podejście znalazło zastosowanie w opracowaniu szczepionki przeciw wirusowemu zapaleniu wątroby typu B (WZW B) lub wirusowi brodawczaka ludzkiego (HPV). Metoda ta jednak jest niezwykle kosztowna, nieefektywna w przypadku szybko mutujących wirusów i zupełnie niewydajna w przypadku konieczności wyprodukowania szczepionek na masową skalę, np. w obliczu wystąpienia globalnej pandemii. Tutaj z pomocą przychodzą szczepionki najnowszej generacji, zawierające jedynie informację genetyczną w postaci mRNA. Stanowią one swoistą instrukcję do produkcji białka w komórkach i tkankach osoby, która taką szczepionkę przyjęła. Metoda produkcji nowoczesnej szczepionki opartej na mRNA nie wymaga pracy z liniami komórkowymi ani z samym wirusem. Konieczna jest jedynie znajomość informacji genetycznej wirusa, co w obecnych czasach nie stanowi niemal żadnego wyzwania.
WERONIKA CYGAN: Komitet Noblowski zwrócił uwagę na wykorzystanie szczepionek mRNA w walce przeciw COVID-19. Czy możliwe są jednak inne ich zastosowania?
DR JOANNA MOROŃCZYK: Technologia wytwarzania mRNA bez hodowli komórkowej jest z sukcesami rozwijana już od lat 80. ubiegłego wieku i od tamtej pory trwały także prace nad zastosowaniem mRNA w produktach medycznych, w tym w szczepionkach. Jednakże przez lata problem stanowiło uzyskanie stabilnego mRNA, które nie wywoływałoby stanu zapalnego, a także opracowanie sposobu na jego dostarczenie do organizmu człowieka. Przełom w badaniach nastąpił dzięki pracom dr Karikó oraz dr. Weissmana opublikowanym w latach 2005–2010. Niemal natychmiast po ukazaniu się publikacji niektóre firmy farmaceutyczne rozpoczęły prace nad praktycznym wykorzystaniem metody do produkcji szczepionek, w tym szczepionek przeciw wirusowi Zika, grypie, wściekliźnie czy malarii. Wyzwanie, przed którym stanął świat w postaci pandemii koronawirusa SARS-CoV-2 przyczyniło się do opracowania i przetestowania w rekordowo krótkim czasie dwóch szczepionek opartych na mRNA (Pfizer-BioNtech oraz Moderna), dla których odnotowano efekt ochronny na poziomie 95%. Jest to niebywały sukces, że w przeciągu niespełna roku od opublikowania sekwencji genomowej koronawirusa udało się wprowadzić do obrotu skuteczną szczepionkę, która z całą pewnością przyczyniła się do przyspieszenia zbudowania odporności populacyjnej, a tym samym skróciła oraz złagodziła przebieg pandemii COVID-19. Komitet Noblowski docenił to niezwykłe osiągnięcie, ale oczywiście należy pamiętać, że szczepionki oraz sama technologia oparta na mRNA mają ogromny potencjał. Poza wykorzystaniem mRNA w szybkiej i skutecznej produkcji szczepionek przeciw zakaźnym drobnoustrojom zagrażającym człowiekowi, mRNA można wykorzystywać w terapiach przeciwnowotworowych oraz do dostarczania do organizmu białek terapeutycznych.
WERONIKA CYGAN: Pandemia koronawirusa ujawniła, jak wielu ludzi nie ufa nauce – unikali szczepień, czasem wręcz twierdząc, że są one szkodliwe i niebezpieczne dla zdrowia. Czy tegoroczną Nagrodę Nobla można postrzegać poniekąd jako podniesienie rangi szczepień i próbę zwiększenia do nich zaufania?
DR JOANNA MOROŃCZYK: Niestety u wielu ludzi strach przed szczepieniami, wywołany m.in. powszechnie występującymi w sieci fake newsami, okazywał się silniejszy niż strach przed konsekwencjami zachorowania na COVID-19. Choć mogłoby się wydawać, że wobec tak ogromnego triumfu nauki nad pandemią koronawirusa zaufanie społeczne wobec szczepień powinno wzrosnąć, badania naukowców w tym zakresie nie napawają optymizmem. Okazuje się bowiem, że zgodnie z raportem Komisji Europejskiej „State of Vaccine Confidence in the EU (2018–2022)” zaufanie społeczeństwa UE wobec szczepień wzrosło w 2020 w porównaniu z badaniem z 2018 roku. Jednak w 2022 widoczny jest wyraźny odwrót od tych postaw. Co ciekawe, zaobserwowano, że spadek zaufania wobec szczepień jest szczególnie widoczny wśród najmłodszych respondentów (18–34 lat). Jest to szczególnie przykry wniosek, z którym jako naukowcy i nauczyciele musimy się zmierzyć, podejmując jeszcze większe wysiłki w procesie kształcenia studentów i popularyzacji nauki. Bardzo chciałabym wierzyć, że wyróżnienie Nagrodą Nobla sukcesu opracowania szczepionek mRNA przyczyni się do wzrostu zaufania publicznego do bezpieczeństwa, konieczności i skuteczności stosowania szczepień. Z całą pewnością decyzja Komitetu Noblowskiego nie była motywowana wyłącznie próbą zwrócenia uwagi społeczeństwa na istotną rolę szczepień, ale ja potraktowałabym ją jako ostateczny i najistotniejszy głos świata naukowego w tej sprawie. Cytując noblistę w dziedzinie fizyki z 2021 roku, Giorgio Parisiego: „Rośnie brak zaufania do nauki, a ludzie zaprzeczają istnieniu COVID-19, konieczności szczepień czy zmian klimatycznych. Aby rozwiązać ten problem, bardzo ważne jest pokazanie, w jaki sposób naukowcy wykonują swoją pracę”. Takie zadanie stawiam również sobie jako biologowi molekularnemu oraz nauczycielowi akademickiemu.
WERONIKA CYGAN: Jak Pani Doktor ocenia tegoroczne wyróżnienie? Czy rzeczywiście jesteśmy już na tyle pewni skutków szczepionki, jej skuteczności w dłuższej perspektywie, by nagradzać to osiągnięcie Noblem? Czy to nie jest ciut za wcześnie?
DR JOANNA MOROŃCZYK: Informację o przyznaniu Nagrody Nobla dr Katalin Karikó oraz dr. Drew Weissmanowi przyjęłam z wielką radością. Uważam, że osiągnięcie badaczy w pełni zasługuje na wyróżnienie Nagrodą Nobla, która stanowi najbardziej prestiżową nagrodę naukową. Należy pamiętać, że technologie stosowane do stworzenia szczepionek przeciw COVID-19 były dopracowywane przez przeszło 30 lat, zaś procesy produkcyjne były gotowe już na samym początku pandemii. Dzięki współpracy naukowców z całego świata bardzo szybko udostępniono informacje o sekwencji genomu koronawirusa, przez co możliwe było natychmiastowe rozpoczęcie prac nad opracowaniem szczepionki mRNA. Co więcej, w procesie testowania szczepionek nie pominięto żadnego z etapów badań klinicznych, które przechodzą wszystkie nowe leki i terapie, choć twórcy szczepionek prowadzili kilka etapów badań jednocześnie, aby jak najszybciej zebrać jak najwięcej danych. Efektem badań było zarejestrowanie szczepionek przeciw COVID-19 przez Amerykański Urząd ds. Żywności i Leków (FDA), znany z niezwykle rygorystycznych wytycznych dopuszczających nowe leki do obrotu, co ostatecznie potwierdziło brak negatywnego wpływu szczepionek na zdrowie. Biorąc pod uwagę wszystkie powyższe argumenty uważam, że tegoroczna Nagroda Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny nie została przyznana zbyt wcześnie.
WERONIKA CYGAN: Dziękuję za rozmowę.