Izabella, Dalma, Eleonóra2024. július 12., péntek
Tudomány

Orvosi-élettani Nobel-díj – 2023

2023.10.02.NG
National Geographic Magyarország

A 2023-as orvosi-élettani Nobel-díjat Karikó Katalin és Drew Weismann kapták megosztva biokémiai felfedezéseikért, amelyek lehetővé tették egy hatékony mRNS-alapú vakcina kifejlesztését a COVID-19 ellen.

Karikó Katalin magyar biokémikus (a kivetítõn balról) és Drew Weissman amerikai mikrobiológus kapja az idei orvosi-élettani Nobel-díjat az mRNS-alapú vakcinák kifejlesztését megalapozó felfedezéseikért 2023. október 2- án a stockholmi Karolinska Intézetben.
Forrás: MTI/AP/TT Hírügynökség/Jessica Gow

Karikó Katalin a Szegedi Biológiai Kutatóközpontban kezdte a tudományos munkát az 1980-as években, és elég gyorsan elköteleződött a hírvivő RNS (mRNS) vizsgálata mellett, melyről középiskolai tanulmányainkból lehet annyi emlékünk, hogy a DNS-ben tárolt információból segít sejtjeinknek fehérjét készíteni. Olyasmi, mintha sejtjeink hatalmas tervrajzkönyvtárából kifénymásolnánk egy lapot, és elküldenénk a gyárnak (vagyis a riboszómának), hogy készítse el, amit ez a tervrajz leír.
A fiatal kutatónő érezte, hogy ezt a mechanizmust nagyszerűen ki lehetne használni arra, hogy kívülről is utasításokat adjunk egy-egy sejtnek különböző hasznos molekulák elkészítésére, lényegében „gyógyszergyárként” használva saját testünket – olvasható az MTA közleményében.

Karikó Katalin magyar biokémikus. A felvétel Budapesten, 2021. május 27-én készült.
Forrás: MTI/Cseke Csilla

Karikó Katalin 1955-ben született Szolnokon. Szűkebb szakterülete a biokémia, a molekuláris biológia, hírvivő-RNS-kutatás és az mRNS humán terápiás célú alkalmazásai. Kimutatta, hogy az mRNS immunogén hatását az uridin okozza, aminek helyettesítése természetes nukleozidokkal, elsősorban pszeudouridinnel, megakadályozza a gyulladást és az immunreakciót. Úttörő munkássága új korszakot nyitott sokféle betegség (pl. a rák) kezelésében és megelőzésében. A módosított mRNS-technológia szolgált alapul a BioNTech-Pfizer és a Moderna konzorciumok SARS-CoV-2 elleni mRNS-vakcináinak kifejlesztéséhez, a globális pandémia visszaszorításához, megmentve ezzel milliók életét.

Ötleteit részben a kor labortechnikai lehetőségeinek korlátai miatt általában nem fogadták kitörő lelkesedéssel, így kutatói életének jelentős részében nem engedhette meg magának, hogy tisztán a mechanizmust kutassa. Kellett egy-egy befutott kutató, hogy valamilyen konkrét projekt kapcsán támogassa, ahol esély mutatkozott az mRNS-technológia alkalmazására. Jellemző eset volt, amikor a Pennsylvaniai Egyetem klinikáján stroke-os betegek terápiájában próbálták alkalmazni a módszert. Az alapötlet, hogy a stroke után leromlott vérellátású agyterületen érdemes lenne tágítani az ereket. Erre a szervezet a nitrogén-monoxid nevű vegyületet használja, azonban ez a molekula annyira gyorsan átalakul a vérben, hogy injekcióval esély sincs a megfelelő helyre juttatni.

A gondolat az volt, hogy az mRNS segítségével olyan fehérjék „tervrajzát” juttatják be a sejtekbe, melyek maguk termelik a nitrogén-monoxidot, így megkerülik ezt az időproblémát.

Sajnos a módszer – legalábbis az akkori alakjában – nem működött. (A sztoriról részletesebben a The New York Times írt egy korábbi portrécikkében.)

Az elgondolás, hogy ilyen mRNS-tervrajzokat vigyünk be a sejtekbe briliáns, azonban van vele két probléma. Egyrészt a vírusok jelentős része is pontosan ugyanezt akarja, tehát RNS-molekula formájában bevinni sejtjeinkbe a saját tervrajzát. Másrészt, ha a sejteken kívül bárhol szabad RNS-darabok jelennek meg, az egészen biztosan rosszat jelent, eredeti példánkkal élve: felrobbant a könyvtár épülete és a szél viszi az utcán a tervrajzok lapjait. Vagyis, elpusztult egy saját sejtünk vagy egy betolakodó idegen sejt, és ennek a belseje áramlott ki. A „csupasz” RNS-molekulák tehát szervezetünk számára rosszat jelentenek, így beindítják az immunrendszer gépezetét. A következmény: immunreakció, gyulladás és az RNS-darabok gyors megsemmisülése.

Belépés csak testfestéssel!

A titok nyitja, és a megoldás kulcsa, hogy sejtjeinkben, legalábbis a sejtmagon kívül nem egészen „csupaszok” a különféle RNS-molekulák, vagy legalábbis némi „testfestéssel” élnek. Karikó Katalin, Drew Weissman és kutatótársaik áttörést jelentő, 2005-ös cikkét a Nature nem tartotta elég jelentősnek a publikálásra – bánhatják, mert az Immunity viszont igen, és ennek köszönhetően ők kapták a lavinaként növekvő idézettséget.

Karikóék cikkükben sejtjeink egyik alapvető barát-ellenség felismerő rendszerét vázolják fel. Ismerkedjünk hát meg vele! A sejtmagban az mRNS-molekula DNS-kódról készült első kópiáját (tehát a tervrajz lapja) a középiskolában megismert építőkockák, a négyféle nukleotid alkotja. Mire azonban a riboszómához jut, ezek az építőkockák időközben sok esetben módosításokon mennek keresztül, például az uridinből itt-ott egy kicsit más szerkezetű pszeudouridin lesz. Feltűnő egyébként, és Karikóékat lényegében ez vezette el a felismeréshez, hogy az olyan hosszabb életű RNS-típusokban, mint a fehérjéket felépítő aminosavakat hordozó tRNS vagy a riboszómákat alkotó rRNS-ben különösen sok ilyen módosulás van.
A kutatók rájöttek arra, hogy ezek az apró változások éppen arra jók, hogy egyfajta „testfestéssel” lássák el az RNS-molekulákat, és így a sejtek (főként egyes immunsejtek) erre kihegyezett receptorai ne kezdjenek el vad vészjelzéseket küldeni, ha találkoznak egy ilyennel. Az is látszik, hogy jóval több ilyen módosulás található az emlősök sejtjeinek RNS-molekuláiban, mint a baktériumoknál, sőt, még arra utaló jeleket is lehet találni, hogy egyes RNS-vírusok e módosításokat mímelve próbálják kijátszani ezt a barát-ellenség felismerő rendszert.

Ha pedig már kiismertük saját sejtjeink RNS-molekuláinak „testfestését”, ezt a tudást használni is lehet arra, hogy saját üzenetünket barátként „kifestve” becsempésszük a sejtekbe. Így születtek meg az mRNS-vakcinák, ezt az ötletet használta a Pfizer-BioNTech és a Moderna oltóanyaga a COVID-világjárványban.

Egy jóval a korának technikai felkészültségét megelőző alapkutatási felvetés ért révbe a 2005-ben megjelent Immunity-cikkel, és ez adta a koronavírus-járvány elleni talán leghatékonyabb fegyvert másfél évtizeddel később. Azt pedig nem nehéz látni, hogy ha már megvan az a módszer, ahogy genetikai üzeneteket tudunk küldeni sejtjeinknek, már csak újabb, a sejtek működését mélységében feltáró alapkutatásokra van szükség ahhoz, hogy a legváltozatosabb módokon használjuk szervezetünk biokémiai mechanizmusait saját gyógyításunkra.

Lipid-lábjegyzet

Aki egy kicsit is ismeri a koronavírus elleni oltások mechanizmusát, az tudhatja, hogy a Pfizer-BiNTech és a Moderna esetében az mRNS-molekulák apró lipid- vagyis zsírcseppekben utazva jutnak be a sejtekbe. Felmerül a kérdés, hogy minek ez az egész testfestéses sztori, ha így is ki lehet cselezni az immunrendszert. Nos, a szomorú (vagy jobban belegondolva épp örömteli) igazság az, hogy a dolog nem ilyen egyszerű. Az idegen RNS-darabokat detektáló receptorok egy része valóban az immunsejtek felszínén található, másik részük azonban éppen akkor lép működésbe, amikor valami belül kerül a sejt membránján. Ilyenkor pedig a lipidcsepp belsejéből éppen kiszabaduló RNS-darabbal találkozik, és jaj neki, ha testfestése nem felel meg a dress code-nak.

Az MTA weboldalán olvashatók további ismeretterjesztő írások a témával kapcsolatban:

Így véd meg minket a vakcina – Az MTA animációja a koronavírus-vakcinák hatásmechanizmusáról

A „Karikó-módszer” útravaló fiatal kutatóknak – Karikó Katalinnak a Fiatal Kutatók Akadémiája rendezvényén tartott előadása videón ide kattintva nézhető meg.

Törpemalacokat és kutyákat vizsgáltak az ELTE kutatói

Törpemalacokat és kutyákat vizsgáltak az ELTE kutatói

A szakemberek arra voltak kíváncsiak, hogy miként reagálnak az állatok a különféle emberi hangokra.

A dinók kihalása nélkül nem lenne szőlőnk

A dinók kihalása nélkül nem lenne szőlőnk

Megkövült magok vizsgálata alapján rekonstruálták a szőlő kialakulását és elterjedését.

Másra figyel egy nő és egy férfi, amikor éjjel hazamegy

Másra figyel egy nő és egy férfi, amikor éjjel hazamegy

A félelem alaposan átírhatja, miként látjuk a világot, mire is figyelünk a környezetünkben.

Roska Botond nyerte a Wolf-díjat

Roska Botond nyerte a Wolf-díjat

A Svájcban élő magyar idegtudós az elveszett látás helyreállításán dolgozik.

A neandervölgyiek jó lelkűek voltak

A neandervölgyiek jó lelkűek voltak

Egy spanyolországi barlangban talált neandervölgyi kislány, aki legalább 6 évet élt, a vizsgálatok alapján Down-szindrómás volt, ám a közössége gondoskodott róla.

National Geographic 2024. júliusi címlap

Előfizetés

A nyomtatott magazinra,
12 hónapra

15 900 Ft

Korábbi számok

National Geographic 2010. januári címlapNational Geographic 2010. februári címlapNational Geographic 2010. márciusi címlapNational Geographic 2010. áprilisi címlapNational Geographic 2010. májusi címlapNational Geographic 2010. júniusi címlapNational Geographic 2010. júliusi címlapNational Geographic 2010. augusztusi címlapNational Geographic 2010. szeptemberi címlapNational Geographic 2010. októberi címlapNational Geographic 2010. novemberi címlapNational Geographic 2010. decemberi címlapNational Geographic 2011. januári címlapNational Geographic 2011. februári címlapNational Geographic 2011. márciusi címlapNational Geographic 2011. áprilisi címlapNational Geographic 2011. májusi címlapNational Geographic 2011. júniusi címlapNational Geographic 2011. júliusi címlapNational Geographic 2011. augusztusi címlapNational Geographic 2011. szeptemberi címlapNational Geographic 2011. októberi címlapNational Geographic 2011. novemberi címlapNational Geographic 2011. decemberi címlapNational Geographic 2012. januári címlapNational Geographic 2012. februári címlapNational Geographic 2012. márciusi címlapNational Geographic 2012. áprilisi címlapNational Geographic 2012. májusi címlapNational Geographic 2012. júniusi címlapNational Geographic 2012. júliusi címlapNational Geographic 2012. augusztusi címlapNational Geographic 2012. szeptemberi címlapNational Geographic 2012. októberi címlapNational Geographic 2012. novemberi címlapNational Geographic 2012. decemberi címlapNational Geographic 2013. januári címlapNational Geographic 2013. februári címlapNational Geographic 2013. márciusi címlapNational Geographic 2013. áprilisi címlapNational Geographic 2013. májusi címlapNational Geographic 2013. júniusi címlapNational Geographic 2013. júliusi címlapNational Geographic 2013. augusztusi címlapNational Geographic 2013. szeptemberi címlapNational Geographic 2013. októberi címlapNational Geographic 2013. novemberi címlapNational Geographic 2013. decemberi címlapNational Geographic 2014. januári címlapNational Geographic 2014. februári címlapNational Geographic 2014. márciusi címlapNational Geographic 2014. áprilisi címlapNational Geographic 2014. májusi címlapNational Geographic 2014. júniusi címlapNational Geographic 2014. júliusi címlapNational Geographic 2014. augusztusi címlapNational Geographic 2014. szeptemberi címlapNational Geographic 2014. októberi címlapNational Geographic 2014. novemberi címlapNational Geographic 2014. decemberi címlapNational Geographic 2015. januári címlapNational Geographic 2015. februári címlapNational Geographic 2015. márciusi címlapNational Geographic 2015. áprilisi címlapNational Geographic 2015. májusi címlapNational Geographic 2015. júniusi címlapNational Geographic 2015. júliusi címlapNational Geographic 2015. augusztusi címlapNational Geographic 2015. szeptemberi címlapNational Geographic 2015. októberi címlapNational Geographic 2015. novemberi címlapNational Geographic 2015. decemberi címlapNational Geographic 2016. januári címlapNational Geographic 2016. februári címlapNational Geographic 2016. márciusi címlapNational Geographic 2016. áprilisi címlapNational Geographic 2016. májusi címlapNational Geographic 2016. júniusi címlapNational Geographic 2016. júliusi címlapNational Geographic 2016. augusztusi címlapNational Geographic 2016. szeptemberi címlapNational Geographic 2016. októberi címlapNational Geographic 2016. novemberi címlapNational Geographic 2016. decemberi címlapNational Geographic 2017. januári címlapNational Geographic 2017. februári címlapNational Geographic 2017. márciusi címlapNational Geographic 2017. áprilisi címlapNational Geographic 2017. májusi címlapNational Geographic 2017. júniusi címlapNational Geographic 2017. júliusi címlapNational Geographic 2017. augusztusi címlapNational Geographic 2017. szeptemberi címlapNational Geographic 2017. októberi címlapNational Geographic 2017. novemberi címlapNational Geographic 2017. decemberi címlapNational Geographic 2018. januári címlapNational Geographic 2018. februári címlapNational Geographic 2018. márciusi címlapNational Geographic 2018. áprilisi címlapNational Geographic 2018. májusi címlapNational Geographic 2018. júniusi címlapNational Geographic 2018. júliusi címlapNational Geographic 2018. augusztusi címlapNational Geographic 2018. szeptemberi címlapNational Geographic 2018. októberi címlapNational Geographic 2018. novemberi címlapNational Geographic 2018. decemberi címlapNational Geographic 2019. januári címlapNational Geographic 2019. februári címlapNational Geographic 2019. márciusi címlapNational Geographic 2019. áprilisi címlapNational Geographic 2019. májusi címlapNational Geographic 2019. júniusi címlapNational Geographic 2019. júliusi címlapNational Geographic 2019. augusztusi címlapNational Geographic 2019. szeptemberi címlapNational Geographic 2019. októberi címlapNational Geographic 2019. novemberi címlapNational Geographic 2019. decemberi címlapNational Geographic 2020. januári címlapNational Geographic 2020. februári címlapNational Geographic 2020. márciusi címlapNational Geographic 2020. áprilisi címlapNational Geographic 2020. májusi címlapNational Geographic 2020. júniusi címlapNational Geographic 2020. júliusi címlapNational Geographic 2020. augusztusi címlapNational Geographic 2020. szeptemberi címlapNational Geographic 2020. októberi címlapNational Geographic 2020. novemberi címlapNational Geographic 2020. decemberi címlapNational Geographic 2021. januári címlapNational Geographic 2021. februári címlapNational Geographic 2021. márciusi címlapNational Geographic 2021. áprilisi címlapNational Geographic 2021. májusi címlapNational Geographic 2021. júniusi címlapNational Geographic 2021. júliusi címlapNational Geographic 2021. augusztusi címlapNational Geographic 2021. szeptemberi címlapNational Geographic 2021. októberi címlapNational Geographic 2021. novemberi címlapNational Geographic 2021. decemberi címlapNational Geographic 2022. januári címlapNational Geographic 2022. februári címlapNational Geographic 2022. márciusi címlapNational Geographic 2022. áprilisi címlapNational Geographic 2022. májusi címlapNational Geographic 2022. júniusi címlapNational Geographic 2022. júliusi címlapNational Geographic 2022. augusztusi címlapNational Geographic 2022. szeptemberi címlapNational Geographic 2022. októberi címlapNational Geographic 2022. novemberi címlapNational Geographic 2022. decemberi címlapNational Geographic 2023. januári címlapNational Geographic 2023. februári címlapNational Geographic 2023. márciusi címlapNational Geographic 2023. áprilisi címlapNational Geographic 2023. májusi címlapNational Geographic 2023. júniusi címlapNational Geographic 2023. júliusi címlapNational Geographic 2023. augusztusi címlapNational Geographic 2023. októberi címlapNational Geographic 2023. novemberi címlapNational Geographic 2023. decemberi címlapNational Geographic 2024. januári címlapNational Geographic 2024. februári címlapNational Geographic 2024. márciusi címlapNational Geographic 2024. áprilisi címlapNational Geographic 2024. májusi címlapNational Geographic 2024. júniusi címlapNational Geographic 2024. júliusi címlap

Hírlevél feliratkozás

Kérjük, erősítsd meg a feliratkozásod az e-mailben kapott linkre kattintva!

Kövess minket