A Karolinska Institutet Nobel-bizottsága a 2023. évi orvosi Nobel-díjat Karikó Katalinnak, a Szegedi Tudományegyetem professzorának és díszdoktorának és Drew Weissmannak ítélte oda. A díjat a nukleotidbázis-módosításokkal kapcsolatos felfedezéseikkel érdemelték ki, ami lehetővé tette a COVID-19 elleni hatékony mRNS-vakcinák kifejlesztését. Karikó Katalin munkásságáról, annak jelentőségéről valószínűleg mindenki hallott – de arról ritkábban esik szó, hogy pontosan milyen felfedezése hozott fordulatot a vakcinafejlesztésben és a gyógyászatban.

Hagyományos vakcinák….

A védőoltások azáltal nyújtanak védelmet bizonyos fertőző betegségekkel szemben, hogy segítik a vírusokkal szembeni immunválasz kialakulását. A vakcina beadásával „felkészített” szervezet előnyt szerez a betegség elleni küzdelemben, ha megfertőződik a kórokozóval. A ma alkalmazott védőoltások zöme elölt vagy legyengített vírusokon alapul. Ezek hatékonyságát jól igazolja, hogy a védőoltások széles körű alkalmazása a gyermekbénulás, a kanyaró és a sárgaláz eltűnéséhez vezetett. A vakcinakutatásban elért eredményeket nem először ismerik el Nobel-díjjal: Max Theiler 1951-ben a sárgaláz elleni vakcina kifejlesztéséért kapta meg az orvosi Nobel-díjat.

Az elmúlt évtizedekben a molekuláris biológia fejlődésének köszönhetően a teljes vírusok helyett víruskomponenseken alapuló vakcinákat fejlesztettek ki. A vírus genetikai kódjának részleteit olyan fehérjék előállítására használják, amelyek a vírus ellen ható antitestek képződését serkentik a szervezetben. Ilyen (egyes vírusfehérjéket tartalmazó) védőoltás például a humán papillomavírus elleni vakcina. Arra is van példa, hogy a vakcinagyártás során a vírus genetikai kódjának egyes részeit „átültetik” egy nem kórokozó hordozóvírusba (vektorba). Ezt a módszert alkalmazzák az Ebola-vírus elleni vakcinákban. A vektorvakcina beadása után a szervezet maga állítja elő a vírusfehérjét, majd az immunválasz során az ellenanyagot is.

A fent bemutatott vakcinatípusok előállításához elengedhetetlenek a sejttenyészetek – és az előállítás módszere igen költséges és lassú. A COVID-19-hez hasonló világjárványok esetén a klasszikus oltóanyaggyártás lehetetlenné teszi a gyors reagálást.

…és az mRNS-vakcinák

Az emberi sejtek örökítőanyaga a DNS, de a szervezetet felépítő fehérjék előállításához nélkülözhetetlen, hogy a DNS-ben kódolt genetikai információ átíródjon a hírvivő RNS-re (mRNS), amely a fehérjék előállításának „sablonja”. Az mRNS terápiás alkalmazásának alapját megteremtő mRNS-szintézissel évtizedek óta próbálkoznak, azonmban a laboratóriumi körülmények között előállított mRNS nemcsak nagyon bomlékony, hanem a szervezetbe fecskendezve gyulladásos reakciót is kivált.

Az mRNS terápiás felhasználását lehetetlenné tévő akadályok elhárításában szerzett elévülhetetlen érdemeket Karikó Katalin. Az 1990-es évek elején a Pennsylvaniai Egyetem munkatársaként kevés elismerés és anyagi támogatás nélkül végezte kutatásait. Ebbe a munkába csatlakozott az immunológus Drew Weissman.

Karikó és Weissman észrevették, hogy a szervezetidegen anyagok felismeréséért felelős immunrendszeri sejtek (dendritikus sejtek) az mesterségesen előállított mRNS-t idegen anyagként észlelik, ami gyulladásos jelzőmolekulák felszabadulásához vezet, míg az emlőssejtekből származó mRNS nem váltja ki ugyanezt a reakciót. Karikó Katalinék felderítették, hogyan kell módosítani az mRNS-t felépítő nukleotidokat ahhoz, hogy a mesterséges mRNS ne váltson ki heves reakciót. A gyulladásos reakció csaknem megszűnt az mRNS megfelelő módosítása esetén, s ez utat nyitott az mRNS terápiás felhasználásához. Arra is rájöttek, hogy az mRNS szerkezetének módosítása a fehérjetermelésre is pozitívan hat – azaz az mRNS hatása megsokszorozódott. Ezeket a korszakalkotó eredményeket először 2005-ben publikálták, tizenöt évvel a COVID-19 világjárvány előtt.

Az mRNS-vakcinák potenciálja

Az mRNS-technológia iránti érdeklődés a 2010-es évek elején kezdett megélénkülni, több cég dolgozott mRNS-alapú vakcinák fejlesztésén egyéb betegségek (madárinfluenza, Zika-vírus okozta betegség) megelőzésének reményével. Mivel a technológia már készen volt, a COVID-19 világjárvány kitörése után rekordgyorsasággal fejlesztettek ki két, a SARS-CoV-2 felszíni fehérjéjét kódoló mRNS-vakcinát. Az mRNS-vakcinák fejlesztésének és gyártásának korábban soha nem látott gyorsasága más fertőző betegségek elleni vakcinák esetén is hatalmas előny. Az mRNS-technológiát terápiás hatású fehérjék szervezeten belüli termelésére, és így egyes daganatos betegségek célzott terápiájára is felhasználhatják a jövőben.

Karikó Katalin, az ember

Karikó Katalin nemcsak kutatóként, hanem emberként is példakép lehet – és ez a kettő természetesen nem választható el egymástól. Karrierje során kevés elismerést és anyagi támogatást kapott, mégis végig kitartott, és szenior kutatóként is a laborban végezte azt a munkát, amelyet más, „befutott” kutatók PhD-hallgatókra, asszisztensekre bíznak. A kudarcokból építkezett, a megkeseredés helyett a motivációt kereste olyan élethelyzetekben is, amit mások méltatlannak tartottak volna. Tulajdonképpen méltatlan is az, hogy soha nem akadt olyan főnöke, aki felismerte volna kutatásainak jelentőségét, valamint hihetetlen alázatában és munkabírásában rejlő potenciált – de a történet vége ez esetben happy end… Karikó Katalin ma a világ talán legismertebb és leginkább tisztelt tudósa. Érdemes tanulni a példájából. Végezetül álljon itt néhány emblematikus idézet tőle:

„A szüleim is állandóan dolgoztak, mi gyerekek segítettünk, aztán játszhattunk. Ilyen volt az élet, és én ezt adtam tovább a lányomnak is. Itt Amerikában, amikor az általános iskolában kérdezték, ki mit csinál hétvégenként, az én lányom volt az egyetlen, aki azt mondta, ő porszívózni szokott.”

„Nagyon sokat köszönhetek szüleimnek, elsősorban a gondtalan, boldog gyerekkort.”

„Nem szabad mindent egy lapra feltenni, csak a tudományra koncentrálni. A nőknek sem kell választani a család és a karrier között.”

„Mindig hálás leszek a lehetőségért, hogy éjjel-nappal szorgalmasan dolgozhattam.”

„Arra kell koncentrálni, amit meg tudunk változtatni” – idézi gyakran Selye Jánost.

„Próbálom a fiatalabb generációkat inspirálni. (..) Ha a rivaldafényt szeretik, akkor legyenek inkább színészek, mert a kutatópálya ezt valószínűleg nem adja meg. Ha pedig gazdagok szeretnének lenni, és sok pénzt akarnak, akkor… akkor nem tudom, mit kell tenniük. De ha azt szeretnék, hogy örömteli legyen az életük, és úgy érezzék, tettek valamit az emberekért, akkor legyenek kutatók. Talán név szerint nem fogják ismerni őket, de ők maguk mindig tudni fogják, hogy jót cselekedtek másokkal.”

„Fontos, hogy kedvesek legyetek a hallgatótársatokhoz, mert így egy életen át tudtok kérdezni tőle – különben nem válaszol az e-mailjeitekre.”

„Köszönetet mondok mindazoknak, akik annyi éven át próbálták megnehezíteni az életemet. Nélkülük nem lennék itt.”

„Nem kerestem másokban a hibát, nem okoltam a főnököt, hanem mindig azt tartottam szem előtt, hogy én, saját magam hogyan tudnék továbblépni”

„Negatív hozzáállást nem tapasztalok, az interneten kommentekben biztosan kapok ilyeneket is, de azokat nem olvasom el, nincs időm erre. Amúgy is, ha azokra a kollégákra nem hallgattam, akik kritizáltak, most miért hallgatnék olyan emberekre, akiket nem is ismerek?”

„Mindenben találjuk meg az örömöt! Az embernek saját magát is szeretnie kell, törődni saját magával, mert csak akkor tud másoknak segíteni, ha ő maga rendben van.”

„Minden negatívot át lehet fordítani pozitívra. Volt, hogy többször elbocsátottak az állásomból, de ez a mások döntése volt. Amit utána teszek, az az én döntésem, és ezt mondom mindenkinek, ne hagyja, hogy mások határozzák meg, na jó, ha elküldenek és nem tudok rajta változtatni, de az, hogy a következő lépésben mit teszek, az az én döntésem.”

„Mindig elámulok azon, hogy milyen nagyságokkal említik a nevem egy lapon. Jólesik az elismerés, de legjobban mégis az emberek levelei érintenek meg, amelyekben leírják, számukra mit jelent a vakcina.”

Fotó: Szegedi Tudományegyetem