Karikó Katalin nevét a nagyközönség leginkább a 2019-ben kezdődő COVID-19 járvány idején ismerte meg, köszönhetően az általa és munkatársai által kifejlesztett szintetikus mRNS-alapú technológia vakcinagyártásban való sikeres alkalmazhatóságnak, de a kutatók valójában már évtizedekkel ezelőtt felfedezték a módszert és bizonyították hatékonyságát, sőt, egy évvel a járvány kitörése előtt az influenza elleni oltások fejlesztésében való használatát is megkezdték.

2018 augusztusában kötött ugyanis szerződést a BioNTech és a Pfizer az mRNS-alapú influenzavakcina kutatására, aminek értelmében a BioNTech első humán klinikai tesztjei után a Pfizer vállalt felelősséget az oltás kereskedelmi forgalmazásáért. A légi úton terjedő betegségek megelőzésére alkalmas mRNS-oltások tehát már kidolgozás alatt álltak, csak éppen a világjárvány előtt kevésbé kerültek fókuszba a laboratóriumokban zajló fejlesztések, így az mRNS technológia is a COVID-19 idején nyert nagyobb figyelmet.

A járvány megfékezésében jelentős szerepet játszott a technológia,

ami a hagyományosabb vakcinákkal ellentétben nem tartalmazza az eredeti vírus egy elölt vagy legyengített darabját, hanem ehelyett hírvivő ribonukleinsav (mRNS) molekula által hordozott utasítást szállít a sejteknek, ami megtanítja őket az antigén előállítására. Az utasítás alapján a szervezet képessé válik a SARS-Cov-2 tüskefehérje szerkezetének lemásolására. Az így létrehozott tüskefehérje nem jelent veszélyt a szervezet számára, de általa az immunrendszernek lehetősége nyílik megismerni ezt a struktúrát és még időben detektálni és védekezni ellene, ha egyszer a valódi vírus megjelenik a testben.

A módszerrel kapcsolatban fontos tudni, hogy sem a fehérje, sem az mRNS nem épül be a szervezetbe, de az oltás elleni negatív visszhangok egy része mégis ezen és más tévhiteken alapult. Az oltást elutasító alanyokkal végzett felmérések szerint a többi, széles körben elterjedt indok között az mRNS-vakcinák alacsonyabb szintű hatékonyságának vélelme szerepelt, valamint az "új" technológiától való félelem, ami miatt a módszerre egyfajta kísérletként tekintettek az emberek.

Pedig az mRNS-technológián dolgozó kutatók nagy reményeket fűznek ehhez az eszközhöz. Karikó Katalin is úgy gondolja, hogy a betegségek számos válfajának gyógyításában játszhat kiemelkedő szerepet a metódus, amelynek kidolgozásához vezető első lépéseket már évtizedekkel ezelőtt megtették. A biokémikus egyetemi évei után a Szegedi Biológiai Központban (SZBK) kezdett el foglalkozni az RNS-szintézissel, a vírusokkal és a nukleozid módosítással, majd a nyolcvanas években az Egyesült Államokba kivándorolva a Pennsylvaniai Egyetemen folytatta munkáját, ahol lényegében egy véletlennek köszönhetően találkozott a szintén ott dolgozó Drew Weissmannal - mindketten a másológépre vártak, hogy egy tudományos folyóirat publikációit fénymásolják.

A két kutató közös munkája nem indult azonnali sikerrel, sőt, éppen az ellenkezője történt: a Karikó által régóta tanulmányozott és kifejlesztett szintetikus mRNS az egérkísérletek során súlyos gyulladásos folyamatokat indított be, ami azt jelentette, hogy abban a formában nem lehet használni terápiás célokra.

A következő kihívást így az jelentette, hogy megtalálják azt a nukleozidot, ami a gyulladás kiváltja és helyettesítsék.

Végeredményként megszületett a nukleozid módosított mRNS-technológia, amelyben lipid nanorészecskékkel burkolják az mRNS-t és ami már nem okozott problémákat a testben, így biztonságosan alkalmazható, emellett az ezen alapuló oltásokat gyorsan és olcsón elő lehet állítani. Az áttörésre 2005-ben került sor, de a két kutató által ezután alapított RNARx cég végül nem szerzett kizárólagos jogot a módszerre a Penn Egyetemmel zajló szellemi tulajdoni vita miatt - végül a technológiát, illetve bizonyos alkalmazásait 2016-ban az egyetem a Cellscript cégnek licenszelte, akik pedig a Modernának és a Pfizernek adták tovább.

Az mRNS-alapú vakcinák tehát a koronavírus járvány alatt kezdtek jelentősebb figyelemben részesülni, de a módszerrel kapcsolatos kutatások más területeken is egyre gyorsabban haladnak és számos betegség gyógyítására alkalmas készítmények készülnek a laboratóriumokban. Ahogy azt Karikó elmondta a BME és a Neumann János Számítógép-tudományi Társaság közösen szervezett, június 2-ai sajtóbeszélgetésen, a rák elleni vakcinák például már több helyen is fejlesztés alatt állnak és sikeres teszteken vannak túl: a Moderna a melanoma ellen ható módszerrel kísérletezik, míg a BioNTech hasnyálmirigyrákra ható szert készít.

A rák elleni vakcina a következőképpen működik: a páciens véréből és a tumorból is mintát vesznek, ezt szekvenálják és megnézik, hogy a fehérjekódoló RNS-génekben van-e hiba. Mikor megtalálják a hibát, elkészítik azt az RNS-t, ami ennek olyan mintapéldányát tartalmazza, amelyben 20-30 epitópot kódolnak (az epitóp az antigénnek T-sejtek által észlelt része) vagyis csak annak a betegnek a tumorjára jellemző mutálódott fehérjéket tartalmaz, a terápia emiatt minden esetben személyre szabott. A Moderna és a BioNTech eredményei is biztatóak: a melanoma ellen ható vakcina tesztje során a rák nem tért vissza hosszú ideig a betegek műtétje után, a hasnyálmirigyrákos páciensek közül pedig nyolcan másfél évig tünetmentesek voltak. A kísérletben résztvevő másik nyolc beteg szervezete azonban nem reagált a vakcinára és nem mutatták jelét a rákot felismerő T-sejtek aktivitásának. A tesztek tehát nem adnak egyértelmű választ arra, hogy egészen pontosan hogyan zajlanak ezek a folyamatok, de a tudósok a további kutatások során azon dolgoznak, hogy megleljék a választ és még hatékonyabb módszereket fejlesszenek.

"Egyelőre nem tartunk ott, hogy beadjuk a vakcinát, aminek hatására a nagy tumorok eltűnnek, de ez a cél."

- mondta el Karikó.

A rákos megbetegedéseken kívül több speciális betegség kezelésében is szerepet játszhatnak majd az mRNS-alapú készítmények, jelenleg több mint 150 olyan fejlesztés zajlik, ami már a humán klinikai vizsgálatok fázisában tart. Többek között a Propionic Acidemia nevű ritka, örökletes anyagcsere betegség gyógyításának területén is értek el pozitív eredményeket a kutatások során: a Moderna májusi bejelentése szerint az intravénásan adagolt mRNA-3927 szer (ami a szervezetből hiányzó enzimet helyettesítette) hatásai alapján a módszer bizakodásra ad okot és a páciensek állapotának javulásához vezetett, de a kísérletek még folytatódnak. A biokémikus által példaként említett másik kór, a transztiretin amiloidózis egy szisztémás anyagcsere-rendellenesség, aminek jellemzője, hogy a szervezetben rendellenes fehérjék termelődnek és amiloid szálakká összeállva lerakódnak a szövetekben. Erre a betegségre egy lipid nanorészecskékbe burkolt mRNS-t tartalmazó szert fejlesztenek, ami a tesztek alatt olyan sikeresen teljesített, hogy a három, legnagyobb dózist kapó alany mindegyiknél elmúlt a probléma már egyetlen kezelés hatására.

Bár a SARS-Cov-2 elleni oltáson kívül egyelőre nincs olyan mRNS-alapú vakcina, amit már engedélyeztek volna, de több is a III. fázisú klinikai tesztek szakaszában tart, ami már a korábbi vizsgálati eredmények megerősítéséről szól.

Karikó szerint a kutatások előtt rengeteg út áll nyitva és olyan fontos kérdések megválaszolása még a jövő feladatát jelenti, mint például a Lou Gehrig betegség (amiotrófiás laterálszklerózis) működési elvének feltérképezése, ami egy különösen komplex kór, közel ötven féle gént azonosítottak, aminek a mutációja okozhatja és kialakulásának körülményei még mindig rejtélyt jelentenek a kutatók előtt is. Ehhez hasonló titokzatos esetek vizsgálata és feltárása éri meg igazán az egész életen át tartó kutatói munkát - mondta el a kutatóbiológus, és ehhez a további mRNS-fejlesztések is hozzájárulhatnak.

Karikó Katalin számtalan korábbi díja után június 3-án a Műegyetem Ünnepi Szenátusi Ülésén a Neumann János Professzori címet is megkapta - ezt a díjat azon kimagasló, nemzetközi szinten is ismert és elismert tudományos teljesítményt nyújtó hazai vagy külföldi egyetemi tanár vagy kutató kaphatja meg, akinek a tudományterülete, tevékenysége kapcsolódik a Neumann János által elért tudományos eredményekhez.

A Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem és a Neumann János Számítógép-tudományi Társaság 2017-ben alapított díjának átadásával a kutatóbiológus több évtizedes munkáját ismerték el, "akinek munkássága ékes példa a biokémia és a modern biotechnológia gyakorlati alkalmazására, és jól mutatja e területek kiemelt fontosságát." - írta a díjjal kapcsolatban a Neumann Társaság -

"A professzor asszony és kutatótársainak munkája ugyanis megnyitotta az utat az mRNS készítmények mellékhatásmentes és magas hatásfokú alkalmazása előtt.

Eredményei közvetlenül hozzájárultak a hatékony SARS-CoV2 elleni vakcina kifejlesztéséhez, valamint az mRNS tumorellenes és géncserés terápiában történő felhasználásához, így kínálva lehetőséget emberek millióit veszélyeztető betegségek gyógyítására."

(Fotó: Geberle Berci/Kiss Viktor/BME, University of Pennsylvania, Pixabay)