Объявлены лауреаты Нобелевской премии по физиологии и медицине за 2023 год – это Каталин Карико и Дрю Вайссман. Они разработали технологию, которая используется для создания мРНК-вакцин. Самые известные вакцины этого типа – от ковида. Рассказываем, в чем суть открытия ученых, а также как созданная ими технология применяется в России и во всем мире.
За что дали Нобелевскую премию по медицине?
Пресс-релиз, опубликованный на сайте Нобелевского комитета 2 октября 2023 года гласит, что Карико и Вайссман получили награду за «открытия, касающиеся модификаций нуклеозидных оснований, которые позволили разработать эффективные мРНК-вакцины против COVID-19».
Традиционно в состав препаратов для вакцинации входят те или иные компоненты патогенных микроорганизмов – бактерий или вирусов, вызывающих инфекцию. Сперва это были живые возбудители, затем – инактивированные, то есть убитые, неспособные заражать, а потом – определенные вирусные или бактериальные белки. Попадание в клетки чужеродных белков вызывает образование антител, то есть развитие иммунного ответа. Такие вакцины активно используются и по сей день.
Следующим этапом эволюции вакцин стали векторные препараты. В клетки стали доставлять не вирусные белки, а генетический материал. В клетках есть все нужные ферменты, чтобы «прочитать» эту генетическую информацию, расшифровать ее и самостоятельно создать вирусные белки. Эти белки распознаются иммунной системой как чужеродные, и она начинает вырабатывать против них антитела. Доставку генетического материала в клетку осуществляют специальные вирусы-переносчики, называемые векторами.
Карико и Вайссман решили попробовать отказаться от векторных «носильщиков», которые иммунная система тоже нередко считала чужеродными агентами и запускала выработку антител против них. Они попробовали доставлять в клетки вирусную мРНК (матричную РНК), содержащую информацию о тех или иных белках вируса, безо всяких векторов.
Все белки состоят из аминокислот. В матричной РНК, которую также называют информационной, «записано», в какой последовательности будут располагаться аминокислоты в составе этого белка.
Ученые увидели, что и сама мРНК вызывала иммунный ответ, а потому они научились изменять ее так, чтобы организм принимал матричную РНК за «свою» и не пытался с ней бороться. Именно эта технология «маскировки», отмеченная Нобелевским комитетом, и позволила начать активно делать мРНК-вакцины. Они не заменили другие технологии, но стали еще одной альтернативой существующим подходам.
Триумф мРНК-вакцин
Настоящий триумф РНК-вакцин случился в период распространения коронавирусной инфекции. Неизвестная ранее разновидность коронавируса в кратчайшие сроки охватила весь мир: по официальным данным число жертв почти достигло 7 млн человек, по неофициальным – превысило 20 млн.
Фармкомпаниям срочно требовалось найти лекарства от ковида и понять, как можно защититься от заболевания. Препарат, способный справиться с болезнью, пока не найден.
Вакцинация же стала тем самым способом, который, кажется, помог если не остановить, то хотя бы притормозить распространение болезни.
Именно технология создания мРНК-вакцин была использована для препаратов, разработанных фармгигантами Moderna и Pfizer. В клетки доставлялась мРНК, несущая информацию об S-белке коронавируса. Это так называемый «спайк», белок в виде шипа, находящийся на поверхности вируса. Именно из-за большого количества шиповидных белков коронавирус и получил свое название – при рассматривании вирусных частиц под микроскопом кажется, что на нем «надета» корона.
Клетки использовали собственный инструментарий, чтобы синтезировать S-белок на основе мРНК. Никакие другие компоненты вируса в организм не попадали, не требовался и вектор-переносчик. Накопление S-белка в клетках вызывало быстрый иммунный ответ – выработку антител против коронавирусных частиц. В дальнейшем, если вакцинированный заражался, то иммунная система быстро распознавала коронавирус. Человек или не заболевал вовсе, или переносил болезнь в легкой форме. Отработанная технология и поддержка со стороны государства позволили создать, протестировать и запустить производство мРНК-вакцин от ковида в кратчайшие сроки.
мРНК-вакцины в России
Пока в России нет вакцин, созданных с использованием мРНК. Для вакцинации от ковида в нашей стране использовался векторный препарат «Спутник», также показавший свою эффективность.
Разработки по созданию таких препаратов ведутся и в нашей стране. Осенью 2022 года об этом сообщили в Институте Гамалеи, где рассказали, что препарат для защиты от ковида уже создан и наступил этап проверки эффективности и безопасности при разных способах ее введения.
Коронавирусная инфекция – далеко не единственное заболевание, для защиты от которого могут использоваться такие вакцины. Так, например, в марте 2023 года специалисты Научного центра трансляционной медицины Университета «Сириус» предложили использовать подобные препараты для защиты от туберкулеза – в качестве альтернативы БЦЖ. Ученые надеются, что мРНК-вакцины окажутся особо эффективны для предотвращения заражения туберкулезом со множественной устойчивостью – то есть такими формами заболевания, с которыми не удается справиться с помощью целого комплекса антибиотиков. Проблема устойчивости к антибиотикам с каждым годом становится все актуальнее, а потому появление и распространение таких вакцин станет настоящим спасением.
