2023 Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü 'nü Katalin Karikó ve Drew Weissman'a COVID-19'e karşı etkili mRNA aşılarının geliştirilmesine olanak sağlayan nükleotit bazı modifikasyonları hakkındaki keşifleri nedeniyle verildi.2023 Nobel Tıp Ödülü sahipleri Katalin Karikó ve Drew Weissman, 2005 yılında yayınladıkları etkileyici bir makalede mRNA ile ilgili yaptıkları çalışmaların sonuçlarını paylaştılar. Bu makale o dönemde pek dikkat çekmemiş olsa da, insanlığa COVID-19 pandemisi sırasında kritik öneme sahip gelişmelerin temelini atmıştı. Bu yılın kazananları, çığır açan bulgularıyla mRNA'nın bağışıklık sistemimizle nasıl etkileşimde bulunduğunu temel olarak değiştirdi. Keşifleri pandemi döneminde aşı geliştirme hızında eşi benzeri görülmemiş bir katkıda bulundu.
2023 Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü Hangi Keşife Verildi?
Karikó ve Weissman, çalışmaları sonucunda dendritik hücrelerin in vitro mRNA'yı yabancı bir madde olarak tanıdığını ve bunun inflamatuar sinyal moleküllerinin salınmasına neden olduğunu fark etti. In vitro transkript mRNA'nın neden yabancı olarak tanındığını ve memeli hücrelerinden gelen mRNA'nın aynı tepkiyi vermediğini merak ettiler. Bu soru onları Nobel ödülüne götürecek yolu açtı.Karikó ve Weissman farklı kimyasal değişiklikler içeren mRNA'nın farklı varyantlarını üretip bunları dendritik hücrelere verdiler. Sonuçlar çarpıcıydı. Kimyasal değişiklikler mRNA'ya dahil edildiğinde, inflamatuar yanıt neredeyse ortadan kalktı. Bu durum hücrelerin farklı mRNA formlarını nasıl tanıdığını anlamamızda yeni bir ufuk açtı. Karikó ve Weissman mRNA'nın tedavi edici olarak kullanılabileceğini gördüler. Bu çığır açan sonuçlar COVID-19 pandemisinden 15 yıl önce 2005 yılında yayınlandı.
2008 ve 2010'da yayınlanan daha sonraki çalışmalarda, Karikó ve Weissman, kimyasal modifikasyonlar içeren mRNA'nın iletilmesinin modifiye edilmemiş mRNA'ya göre protein üretimini önemli ölçüde artırdığını gösterdiler. Bu etki protein üretimini düzenleyen bir enzimin aktivasyonunun azalmasından kaynaklanıyordu. Kimyasal modifikasyonların hem inflamatuar tepkileri azalttığını hem de protein üretimini artırdığını keşfederek mRNA'nın klinik uygulamalarının önündeki kritik engelleri ortadan kaldırmışlardı.
mRNA Aşıları Potansiyellerini Gerçekleştirdi
mRNA teknolojisine olan ilgi 2005 yılında yayınlanan bu çalışmanın ardından artmıştı. 2010 yılında birkaç şirket yöntemi geliştirmek üzerinde çalışıyordu. Zika virüsüne karşı aşılar ve MERS-CoV'a karşı aşı çalışmaları yürütüldü. MERS-CoV virüsü SARS-CoV-2'ye yakın bir virüs olduğundan pandemi döneminde SARS-CoV için çalışmalar hızlıca geliştirildi. COVID-19 pandemisinin patlak vermesinin ardından, SARS-CoV-2 yüzey proteinini kodlayan iki temel değişiklikli mRNA aşısı rekor hızda geliştirildi. Yaklaşık %95 koruyucu etkiler bildirildi ve her iki aşı da Aralık 2020'de onaylandı.mRNA aşılarının esnekliği ve hızı yeni platformun diğer bulaşıcı hastalıklara karşı aşılar için de kullanılmasının yolunu açıyor. Gelecekte teknolojinin ayrıca terapötik proteinleri teslim etmek ve bazı kanser türlerini tedavi etmek için kullanılması olasıdır.Farklı metodlara dayanan SARS-CoV-2'ye karşı birçok başka aşı da hızla tanıtıldı ve toplamda dünya genelinde 13 milyardan fazla COVID-19 aşı dozu verildi. Aşılar, milyonlarca insanın hayatını kurtardı ve birçok insanın ciddi hastalığını önledi, toplumların normalleşmesine ve normale dönmesine olanak tanıdı. Bu yılın Nobel kazananları, mRNA'daki baz modifikasyonlarının önemini temel keşifleriyle, zamanımızın en büyük sağlık krizlerinden biri sırasında bu dönüşümsel gelişime kritik bir katkıda bulundular.
2023 Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü ve Pandemi öncesindeki Aşılar
Aşı belirli bir patojene karşı bağışıklık yanıtının oluşmasını sağlar ve vücudu sonraki bir patojene maruziyette hastalığa karşı koruma sağlar. Öldürülmüş veya zayıflatılmış virüslere dayalı aşılar uzun süredir mevcuttur. Örneğin çocuk felci, kızamık ve sarı humma aşıları verilebilir. Moleküler biyolojideki ilerlemeler sayesinde son on yılda viral bileşenlerin sentezine dayalı aşılar geliştirilmiştir. Genellikle virüs yüzeyinde bulunan proteinleri kodlayan viral genetik kodun bölümleri yapay olarak sentezlenir ve vücutta antikorların oluşumunu uyaracak antijen proteinler üretmek için kullanılır. Böylece aşıda tüm virüs bulunmaz ve sadece işe yarayacak protein parçacıkları yapay olarak sentezlenir. Örneğin Hepatit B virüsü ve insan papillomavirüsüne karşı aşılar bu kategoriye örnektir. Alternatif olarak viral genetik kodun bölümleri zararsız bir taşıyıcı virüse, bir "vektör" e taşınabilir. Bu yöntem de Ebola virüsüne karşı aşılar için kullanılır. Vektör aşıları vücuda enjekte edildiğinde seçilen viral protein hücrelerimizde üretilir ve hedeflenen virüse karşı bir bağışıklık yanıtı oluşturur.Tüm virüs protein ve vektör tabanlı aşıların üretimi büyük ölçekli hücre kültürü gerektirir. Bu kaynak yoğun süreç, salgınlara ve pandemilere hızlı aşı üretme olasılıklarını sınırlar. Bu nedenle, uzun süredir hücre kültürü bağımsız aşı teknolojileri geliştirme çabaları devam etmektedir.
mRNA Aşıları: Umut Vaat Eden Bir Fikir
Hücrelerimizde DNA'da kodlanmış genetik bilgi protein üretimi için şablon olarak kullanılan haberci RNA (mRNA) ile aktarılır. 1980'lerde hücre kültürü olmadan mRNA üretme konusunda etkili yöntemler tanıtıldı ve bu in vitro transkriptasyon olarak adlandırıldı. Bu önemli adım, moleküler biyoloji uygulamalarının birçok alanında gelişimini hızlandırdı. mRNA teknolojilerini aşı ve tedavi amaçları için kullanma fikri ortaya çıktı. Ancak bu gelişme bazı engellerle karşılaştı. In vitro üretilen mRNA'nın kararsız olduğu ve teslimatının zor olduğu düşünülüyordu, bu nedenle mRNA'yı kapsülelemek için karmaşık taşıyıcı lipid sistemlerinin geliştirilmesi gerekiyordu. Ayrıca in vitro üretilen mRNA inflamatuar tepkilere neden oluyordu. Bu nedenle, mRNA teknolojisinin klinik amaçlar için geliştirilmesine duyulan ilgi başlangıçta sınırlıydı.Bu engeller mRNA'yı tedavi için kullanma yöntemlerini geliştirmeye adanmış Macar biyokimyacısı Katalin Karikó'yu caydırmadı. 1990'ların başlarında, Pennsylvania Üniversitesi'nde yardımcı doçent olduğu sırada, projenin önemini araştırma fonlarını ikna etme konusunda zorluklarla karşılaşsa bile, mRNA'yı terapi için kullanma yöntemlerini geliştirmeye olan vizyonuna sadık kaldı. Karikó'nun üniversitesindeki yeni bir meslektaşı olan immunolog Drew Weissman, immün gözetleme ve aşı kaynaklı immün yanıtların aktivasyonunda önemli görevlere sahip olan dendritik hücrelere ilgi duyuyordu. Yeni fikirlerin tetiklemesiyle, ikili arasında farklı RNA türlerinin bağışıklık sistemi ile nasıl etkileşime girdiği üzerine odaklanan verimli bir işbirliği hızla başladı.Kaynak:https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2023/press-release/