Karikó Katalin a Szegedi Biológiai Kutatóközpontban kezdte a mai siker alapjául szolgáló tudományos munkát az 1980-as években, és elég gyorsan elköteleződött a hírvivő RNS (mRNS) vizsgálata mellett, amely 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” – magyarázza a tudományos áttörést jelentő felfedezéssorozatról az MTA közleménye.

Mint felidézik, a fiatal kutatónő érezte, hogy ezt a mechanizmust nagyszerűen ki lehetne használni arra, hogy kívülről is utasításokat adjanak egy-egy sejtnek különböző hasznos molekulák elkészítésére, lényegében „gyógyszergyárként” használva saját testünket.

Karikó Katalin megkapta a Nobel-díjat

A világot megbénító koronavírus-járvány elleni egyik leghatékonyabb védekezési módszer, a más betegségek ellen is bevethető mRNS-alapú vakcina feltalálói, Karikó Katalin magyar biokémikus és Drew Weissman amerikai mikrobiológus érdemelték ki idén a fiziológiai és orvostudományi Nobel-díjat - jelentette be hétfőn délelőtt a Svéd Királyi Tudományos Akadémia.

Karikó Katalin 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 – idézik fel, példaként említve, amikor a Pennsylvaniai Egyetem klinikáján stroke-os betegek terápiájában próbálták alkalmazni módszerét.

Az alapötlet az volt, 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.

Koronavírus-oltás után rákgyógyszer: Karikó Katalin az mRNS-terápia kilátásairól

A pandémia rengeteg tragédiája mellett kedvező mellékhatás, hogy a vakcinafejlesztés miatt felgyorsultak az mRNS-kutatások, amelyekkel már régebben célba vették a rákot és más kórokat.

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

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, amely miatt immunreakció, gyulladás és az RNS-darabok gyors megsemmisülése következik be. A titok nyitja, és a megoldás kulcsa az, hogy sejtjeinkben, legalábbis a sejtmagon kívül nem egészen „csupaszok” a különféle RNS-molekulák, vagy legalábbis némi „testfestéssel” élnek.

Karikó Katalin: Vakcinát fejleszteni elsősorban morális kötelezettség

Még a Vasfüggöny idején, 1985-ben került az Egyesült Államokba biokémikus kutatóként, több mint 20 éve fedezte fel kutatótársával az mRNS jelentőségét, melyre most a koronavírus elleni vakcinafejlesztések jó része épül. A Nobel-díj-várományosként is emlegetik.

Karikó Katalin, Drew Weissman és kutatótársaik áttörést jelentő, 2005-ös cikkét a Nature folyóirat nem tartotta elég jelentősnek a publikálásra, így az Immunity című szakfolyóiratban jelent meg.

A cikkben a kutatók sejtjeink egyik alapvető barát-ellenség felismerő rendszerét vázolják fel. Ennek lényege, hogy amikor az mRNS-molekula DNS-kódról készült első kópiája (tehát a tervrajz lapja) elkészül a sejtmagban, a négyféle nukleotid alkotja. Mire azonban a riboszómához jut, ezek az építőkockák sok esetben módosításokon mennek keresztül, például az uridinből itt-ott egy kicsit más szerkezetű pszeudouridin lesz. Az olyan hosszabb életű RNS-típusokban, mint a fehérjéket felépítő aminosavakat hordozó tRNS vagy a riboszómákat alkotó rRNS, különösen sok ilyen módosulás van.

Ez vezette a kutatókat a felismeréshez, 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 látszott, 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.

„Anyuka, még egy ösztöndíjat se tudtam kapni, nemhogy Nobel-díjat!" - Karikó Katalin útja Kisújszállástól a Nobel-díjig

Ami ma világraszóló felfedezés, abban pár évtizede még a kutató saját egyeteme sem hitt.

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 – szól az akadémiai szöveg.

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 – összegeznek a közleményben, hozzátéve, 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.

Ha máskor is tudni szeretne hasonló dolgokról, lájkolja a HVG Tech rovatának tudományos felfedezésekről is hírt adó Facebook-oldalát.