ფიზიოლოგიისა და მედიცინის დარგში 2023 წლის ნობელის პრემიის ლაურეატების ვინაობა ცნობილია. ესენი არიან კატალინ კარიკო და დრიუ ვაისმენი, რომელთაც ნუკლეოზიდის ბაზურ მოდიფიკაციებთან დაკავშირებული აღმოჩენები ეკუთვნით. ამან COVID-19-ის საწინააღმდეგო, ეფექტიანი mRNA (ინფორმაციული რიბონუკლეინის მჟავა) ვაქცინების შექმნა გახადა შესაძლებელი

გარდა იმისა, რომ წლევანდელ ლაურეატთა კვლევებმა კორონავირუსის პანდემიის დროს კრიტიკულად მნიშვნელოვანი ვაქცინების შექმნაში უდიდესი წვლილი შეიტანა, ფუნდამენტურად შეცვალა ჩვენი წარმოდგენა იმაზეც, თუ როგორ ურთიერთქმედებს იმუნურ სისტემასთან mRNA.

ვაქცინაცია კონკრეტული პათოგენის მიმართ იმუნურ რეაქციას ასტიმულირებს, რაც ორგანიზმს დაავადებასთან ბრძოლის საშუალებას აძლევს. მკვდარ ან დასუსტებულ ვირუსებზე დაფუძნებული მსგავსი პრეპარატები უკვე დიდი ხანია, ხელმისაწვდომია. ასეთია, მაგალითად, წითელას, პოლიომიელიტისა და ყვითელი ცხელების საწინააღმდეგო ვაქცინები. ამ უკანასკნელის შექმნაში ნობელის პრემია 1951 წელს მაქს ტეილერს გადაეცა.

მას შემდეგ მოლეკულური ბიოლოგია საგრძნობლად განვითარდა და მივიღეთ ვაქცინები, რომლებიც არა მთლიან ვირუსებს, არამედ მათ კომპონენტებს ეფუძნება. ამისთვის, მეტწილად, ვირუსული მაკოდირებელი ცილები გამოიყენება, რომლებიც ანტისხეულების წარმოქმნას უწყობს ხელს. არსებობს ე.წ. ვექტორული ვაქცინებიც, რომლებშიც უსაფრთხო გადამტანი ვირუსი გვხვდება. ნებისმიერი მეთოდი უჯრედთა მასშტაბურ კულტურებს საჭიროებს, რაც პანდემიისა თუ ეპიდემიის დროს პრეპარატების სწრაფად წარმოებას უშლის ხელს. ამ კულტურებისგან დამოუკიდებელი ტექნოლოგიების შემუშავება კი გამოწვევებთანაა დაკავშირებული.

ჩვენს უჯრედებში გენეტიკური ინფორმაცია დნმ-შია კოდირებული, რომლის გადატანაშიც (და ცილების წარმოქმნაში) მთავარ როლს ინფორმაციული რნმ ასრულებს. 1980-იან წლებში უჯრედთა კულტურების გარეშე mRNA-ს მიღების მეთოდები შემუშავდა და ვაქცინებში მათი გამოყენების იდეაც გაჩნდა. ამის მიუხედავად, ეს არასტაბილური პროცესი აღმოჩნდა, რადგან საჭირო გახდა ლიპიდური სისტემების შექმნა, თანაც დაფიქსირდა ანთებითი რეაქციებიც.

მსგავს დაბრკოლებებს უნგრელი ბიოქიმიკოსი, კატალინ კარიკო არ შეუშინებია. მას mRNA-ს თერაპევტული ფუნქციის სჯეროდა, რაშიც კოლეგა დრიუ ვაისმენიც ეთანხმებოდა. ამ უკანასკნელს დენდრიტული უჯრედები აინტერესებდა, რომლებიც იმუნურ კონტროლსა და ვაქცინით გამოწვეულ რეაქციებში მნიშვნელოვანია. მათ ყურადღება იმუნურ სისტემასთან სხვადასხვა ტიპის რნმ-ის ურთიერთობაზე გაამახვილეს.

მეცნიერებმა შენიშნეს, რომ დენდრიტული უჯრედები ზემოხსენებული მეთოდებით მიღებულ mRNA-ს უცხო ნივთიერებად აღიქვამს, რაც ანთებითი პროცესის სასიგნალო მოლეკულების გამოყოფას განაპირობებს. ისინი მიხვდნენ, რომ მიზეზი თავად ამა თუ იმ ტიპის mRNA-ს სხვაობაში იყო.

ის 4 ბაზას შეიცავს: A, U, G, და C, რომლებიც დნმ-ში გენეტიკურ კოდებს, A-ს, T-ს, G-სა და C-ს შეესაბამება. ძუძუმწოვრების უჯრედებში რნმ-ის ბაზები ხშირად ქიმიურად მოდიფიცირდება, მაგრამ საგანგებოდ შექმნილ mRNA-ში ასე არ ხდება. ამან სპეციალისტებს აფიქრებინა, ხომ არ ხსნიდა ეს ანთებით რეაქციას, რის გასაგებადაც მათ mRNA-ს სხვადასხვა, უნიკალური ბაზურ-ქიმიური ცვლილების მქონე ვარიანტი შექმნეს და ისინი დენდრიტულ უჯრედებში გადაიტანეს. შედეგად, ანთებითი რეაქცია თითქმის გაუვნებელდა, რამაც ნათელი გახადა, რომ mRNA-ს თერაპევტული გამოყენება შესაძლებელია.

ეს მიგნებები კორონავირუსის პანდემიამდე 15 წლით ადრე გამოქვეყნდა. 2008 და 2010 წლის კვლევებში კი მეცნიერებმა აჩვენეს, რომ ბაზურად მოდიფიცირებული mRNA ცილების წარმოქმნას იმაზე მეტად ააქტიურებს, ვიდრე არამოდიფიცირებული mRNA. ამის მიზეზი ცილების გამოყოფის მარეგულირებელი ფერმენტის შესუსტებაა. ჩამოთვლილი აღმოჩენებით ნობელიანტებმა მნიშვნელოვანი დაბრკოლებები წარმატებით გადალახეს და mRNA-ს კლინიკური ფუნქცია გამოკვეთეს.

მალევე ეს ტექნოლოგია ფარმაცევტულმა კომპანიებმაც დანერგეს და ზიკას ვირუსისა თუ MERS-CoV-ის ვაქცინები შექმნეს. პანდემიის დროს კი SARS-CoV-2-ის ბაზურად მოდიფიცირებული mRNA ვაქცინები რეკორდული სისწრაფით დამზადდა. ამ ორმა პრეპარატმა 90%-იანი ეფექტიანობა აჩვენა და 2020 დეკემბერში მათი გამოყენების ნებართვაც გაიცა.

ვაქცინებმა მილიონობით ადამიანის სიცოცხლე იხსნა, თუმცა რომ არა კატალინ კარიკოსა და დრიუ ვაისმენის მიგნებები, ეს შეუძლებელი იქნებოდა.