Фото: АР
Цього тижня стартував нобелівський тиждень. Вже відомі імена лауреатів з фізіології та медицини. Викладачі університету Пенсильванії Каталін Каріко (Katalin Karikó) та Дрю Вайсман (Drew Weissman) удостоєні Нобелівської премії з медицини за 2023 рік. Біохіміки отримали нагороду за відкриття молекули мРНК, що дало змогу розробити ефективні вакцини проти COVID-19. І зрештою ВООЗ 5 травня цього року оголосило про завершення пандемії. Розкажіть будь ласка про цих науковців. Хто вони, цьогорічні лауреати Нобелівської премії з медицини?
Історія цього наукового тандему дуже нестандартна. Свого часу, коли я займалася дослідженням історії розробки мРНК-технології, ці люди мене надзвичайно вразили. З одного боку, науковістю їхньої роботи, а з іншого — реалістичністю і справжністю особистостей, які проводили ці дослідження.
Каталін Каріко (Katalin Karikó) виросла в Угорщині в сім'ї, дуже далекій від науки. Втім вона вирішила бути вченою і закінчила Сегедський університет. Але через брак фінансування в 30 років наважилася з чоловіком та дворічною дитиною емігрувати до Сполучених Штатів Америки. Це класична історія про американську мрію, тому що в Сполучених Штатах вона встигла попрацювати в двох університетах, перш ніж отримати посаду асистента професора в університеті в Пенсильванії.
У неї була велика пристрасть: вона дуже вірила в мРНК і в те, що ця молекула може бути застосована в терапевтичних цілях. І ця її віра зробила її білою вороною в науковому середовищі, оскільки цей ентузіазм ніхто не поділяв. Всі на той момент вважали що мРНК — дуже нестабільна молекула і легко знищується нашою імунною системою. Тож перспектив клінічного застосування її не було. Тоді вважали, що якщо ввести мРНК в клітини, вона просто не встигне виконати свою функцію, оскільки швидко буде деградована. Але Каріко була дуже наполегливою. І попри те, що її понизили на посаді через безперспективність її досліджень, вона просто продовжувала свою роботу.
Уявляю, як почуваються зараз люди, котрі понизили її на посаді.
Те, що Пенсильванський університет привітав теперішніх лауреатів Нобелівської премії, викликало багато не дуже позитивних відгуків, мовляв, ви ж самі не давали людині розвивати цю тему і не визнавали її досягнення. А тепер університет ніби привласнює ці досягнення і собі також. Але саме в Пенсильванському університеті Каталін Каріко познайомилася з Дрю Вайсманом (Drew Weissman). Він імунолог та вірусолог, і на той час займався пошуком можливостей розробки вакцини від ВІЛ. Працюючи разом пліч-о-пліч багато років, вони в 2005 році опублікували свою першу статтю про модифікацію нуклеотидів, і те, як вони впливають на імуногенність РНК.
Найцікавіше те, що провідні журнали, в які вони подавали цю статтю, відмовили їм в публікації. І теж не захотіли її розглядати, як достатньо серйозну. Але навіть і після цієї публікації та подальших публікацій, які показували не тільки ефективність модифікації для того, щоб запобігти імунній відповіді, але й те, що певні модифікації підвищують ефективність самої мРНК, наукове середовище їх все одно не визнавало. Єдині, хто звернув увагу на важливість цих досліджень, були люди, котрі потім заснували дві компанії, які першими випустили вакцину від COVID-19.
І вишенька на торті в завершенні цієї історії: в 2013 році Пенсильванський університет попросив Каталін Каріко піти на пенсію, але вона не зупинилася. І коли молода компанія BioNTech запропонувала їй очолити їхню компанію з розробки РНК-вакцин, вона погодилася і пропрацювала там до 2021 року. Тобто розробку тієї самої вакцини Pfizer-BioNTech, вела саме Каталін Каріко.
За що цьогоріч дали Нобелівську премію: за винайдення вакцини від COVID-19 чи за винайдення мРНК-вакцини?
Цитую сайт Нобелівського комітету: "За відкриття модифікації нуклеозидних основ, які дозволили розробку ефективних мРНК-вакцин". Нобелівська премія не за вакцину як таку, а за технологію, яка дозволила зробити ці вакцини реальними. Тому що роль мРНК в наших клітинах було відомо і до того. І синтезувати мРНК в пробірках, наприклад, вміли і раніше. Проблема існувала саме в тому, що молекула настільки нестабільна, що скільки б ми її не вводили в клітини, вона просто там буде знищена.
Ви сказали, що науковці і до того знали, як поводять себе мРНК-вакцини в нашому організмі. Але це знали науковці. Ми ж нічогісінько не знаємо ні про мРНК-вакцини, ні про мРНК-молекули. Почнімо з молекул. Розкажіть, що це, і яку роль вони відіграють в нашому організмі.
В наших клітинах синтезується багато видів РНК. І кожен з цих видів виконує певну унікальну роль. Але в контексті вакцин нас цікавить одна форма — матрична або інформаційна РНК. Вона так і називається, тому що передає інформацію від генів у нашій ДНК білковим фабрикам в цитоплазмі про те, як будувати ті чи інші білки. мРНК — це така собі цифрова інструкція. Як я казала, мРНК вчені давно вже вміли синтезувати в пробірці з природних компонентів, які ми всі з вами вивчали в школі. Здавалося б, все просто: синтезуєш в пробірці багато копій РНК, вводиш, вона проникає в клітину, і білкові фабрики починають синтезувати потрібні нам білки. Це все дуже гарно звучить в теорії, але на практиці воно так не працювало.
І Каріко та Вайсман хотіли розібратися, чому мРНК з наших клітин не викликає ніякої імунної реакції, але якщо ми з тих самих компонентів синтезуємо її в пробірці, вона розпізнається, як чужорідний агент. І вчені пов'язали це з тим, що різні типи РНК в клітинах містять різні модифікації, тобто вони певним чином позначаються, видозмінюються нашими клітинами, і це робить їх твоїми. А якщо ввести РНК ззовні, то вона одразу визнається чужою. І це логічно, тому що саме в цьому полягає механізм, який розроблявся нашою імунною системою протягом десятків тисяч років. Так вона навчалася розпізнавати чужі РНК і ДНК, тому що це може бути потенційний інфекційний агент.
Що зробили Каріко і Вайсман? Вони побачили, що якщо перенести певні модифікації із нашої РНК на РНК, яку ми синтезуємо в пробірці, то вона теж стане неімуногенною, тобто вона теж не буде викликати імунної відповіді. Відповідно наша імунна система не буде її знищувати. І це дозволило подовжити виживаність РНК настільки, на скільки треба було, щоб запустити побудову за її інструкцією певних білків.
Пізніше ще й дозволило отримувати не просто білок, а отримувати його в більшій кількості. Якщо ми говоримо з вами про вакцину, то чим ефективніша мРНК, тим більше білка вона продукує, тим ефективнішою буде імунна відповідь. Це вже безпосередній зв'язок між тим дослідженням, яке проводили нобелівські лауреати із тією вакциною, яку ми маємо на сьогоднішній день.
Ми розуміємо, що мРНК вакцини використовувалися не лише під час вакцинації проти COVID-19, а де ще?
Поки що це тільки розробки, але ви абсолютно праві в тому, що перемога над COVID-19 — це тільки початок застосування мРНК-вакцин. В перспективі це будуть нові сезонні вакцини від грипу на основі мРНК. Ми зможемо нарешті їх синтезувати відповідно до тих штамів грипу, які циркулюватимуть в цьому сезоні, а не робити їх на основі штамів грипу минулого сезону. Також йдеться про можливість розробляти вакцини проти туберкульозу, ВІЛ, а також персональні вакцини в онкології, тому що це один із таких підходів, коли імунну систему онкохворої людини можна натренувати специфічно проти її ракових клітин. І тут ми вже підходимо до персоналізованої медицини, коли особисто під пацієнта, під його певні мутації розробляється специфічне лікування. Це ті перспективи, які дають нам мРНК-технології. В перспективі ці технології будуть застосовувати для редагування геному, і це важливо в лікуванні раніше невиліковних генетичних захворювань. Тобто це цілий новий світ, який відкрила для нас мРНК-технологія.
Як швидко поширюються знання про такі вакцини? Як швидко вчаться науковці різних країн працювати з новими технологіями?
Надзвичайно швидко. Зараз всі передові розробки в сфері біотехнології так чи інакше стосуються мРНК-технології, і я навіть можу сказати, що українські науковці не стоять осторонь в цьому процесі. Ми також намагаємося бути в тренді, зокрема лабораторія, в якій я працюю займається розробкою платформи для виробництва мРНК-вакцин. Ми розуміємо, що майбутні пандемії будуть, і ми будемо зіштовхуватися з новими збудниками, і ми маємо бути готовими. Якщо у нас буде платформа, якщо у нас буде інфраструктура, в якій ми можемо застосувати одразу інформацію про новий збудник і на основі існуючої технологічної бази та протоколів запустити розробку і виробництво мРНК вакцини, значить ми зможемо успішно протистояти новим викликам. В нашій лабораторії на сьогоднішній момент є всі можливості для повноцінної пілотної розробки мРНК-вакцини.
Ми ще не оговталися від попередньої пандемії, а вже чуємо про ймовірність наступних. Чи відомо нам, з якими збудниками можуть бути пов'язані майбутній пандемії?
На жаль, передбачити якийсь новий збудник, або якусь нову мутацію, яка зробить той самий коронавірус більш заразним, ми не можемо. Але ми можемо готуватися і зробити все, щоб, як мінімум, не допустити появу нових більш небезпечних штамів, А це означає — вакцинуватися. Адже чим більше вакцинованих людей, тим менше можливостей вірусу розмножуватися.
А нові штами з'являються там, де накопичується багато вірусу, там мутації помножуються. Тобто перше — це вакцинація, друге — це підготовка до ось таких спалахів і наявність інфраструктури. Чому ми говоримо про те, що мРНК-вакцини стали справжньою революцією, чим вони так відрізняються від попередніх вакцин? Насамперед, швидкістю їхньої розробки. Лише 11 місяців у нас пішло на те, щоб від моменту розшифровки генома вірусу отримати готову дієву вакцину, яку застосовують в клінічній практиці. Раніше на виготовлення вакцини йшли роки і навіть десятиліття. І це все завдяки тому, що сам процес виробництва мРНК дуже і дуже універсальний. Якщо є поставлена технологія, то запустити процес виготовлення абсолютно нової вакцини може бути питанням декількох днів. Все що треба зробити — це замінити послідовність мРНК, яка застосовувалася раніше на нову послідовність мРНК, яка відповідає новому збуднику.
Це ніби переписати невеликий код в програмі. Оскільки спосіб синтезу, система доставки, способи очистки вже налагоджені і перевірені, а також затверджені регуляторними органами, не треба витрачати час на всі ці додаткові перевірки. Єдине, що треба підтвердити — це ефективність нової вакцини. Безпечність її компонентів вже доведена, і перероблювати цю роботу не потрібно. В цьому вся краса мРНК-вакцин. І ще один важливий плюс: мРНК-вакцини значно безпечні, ніж всі інші варіанти вакцин, які існують, як мінімум, з двох причин.
По-перше, їхнє виробництво відбувається без використання клітинних культур, а це означає, що сама очистка значно легша, а також це виключає будь-яку зовнішню вірусну контамінацію тощо. По-друге, мРНК — це молекула, яка жодним чином не взаємодіє з нашими генами; вона не може вбудовуватися в наш геном. Тобто оці страхи, що вакцини порушують наші ДНК, не відповідають дійсності. Не існує такого механізму для мРНК-вакцини.
Пропоную повернутися до питання COVID-19. Ми подолали пандемію, але COVID-19 нікуди не подівся. Чи потрібно зараз від нього вакцинуватися?
Звісно потрібно.
Давайте принагідно нагадаємо, що таке COVID-19, як він чепляється до нашого організму, і як він діє на наш організм — вакцинований і невакцинований?
Збудник ковід-19 — це представник коронавірусів, з якими людська цивілізація знайома дуже-дуже давно. До появи небезпечних штамів SARS і MERS коронавіруси не розглядали, як дуже серйозну загрозу для здоров'я. Зустрічалися ми з ними завжди: близько 20% звичних нам застуд викликані коронавірусами. Якщо говорити про SARS-CoV-2, то небезпека цього вірусу в тому, що він викликає серйозні запальні реакції, і небезпека його полягає саме в побічних ефектах. У людей з імунокомпроментованими станами, хронічними захворюваннями, захворюваннями серцево-судинної системи, онкологічними захворюваннями ризики збільшуються в рази. Небезпека цього вірусу в тому, що він викликає серйозні запальні реакції, і має багато побічних ефектів. У людей з імунокомпроментованими станами, хронічними захворюваннями, захворюваннями серцево-судинної системи, онкологічними захворюваннями ризики збільшуються в рази.
Відповідно є люди, які входять до груп ризику. Вакцинація вберігає нас насамперед від госпіталізації і небажаних ускладнень. Тож вакцинуватися звичайно варто, будь-яка вакцинація знижує рівень нашого стресу. А в нинішній ситуації, коли стресів у нас і так забагато, мені здається, переживати зайвий раз за те, захворію я чи не захворію, потраплю до лікарні чи ні, точно не варто. Пам'ятаємо, що в Україні ці вакцини залишаються безкоштовними, і на сезон 1923-24 років вакцинацію від COVID-19 ми можемо отримати безкоштовно. Маючи доступ до вакцини, маючи можливість себе захистити, я не бачу причини цього не робити.
Які вакцини обирати для бустерної дози, і чи має значення, якою вакциною була було зроблене попереднє щеплення? Чи всі вакцини сумісні?
З усіма вакцинами сумісна вакцина Pfizer, але в цілому, якщо у вас є повний курс первинної вакцинації, можна вакцинуватися наявним нині вакцинами Comirnaty/Pfizer-BioNTech. Вона комбінується з усіма вакцинами
Повний курс вакцинації — це скільки доз?
Дві дози, якщо ми говоримо про мРНК вакцини і про вакцини CoronaVac та AstraZeneca. Вакцини Johnson & Johnson потрібна одна доза. Якщо говорити про бустери, нині в Україні наявна вакцина від Pfizer. Pfizer дає схему із двома бустерами: один через шість місяців після первинної вакцинації, інший не раніше, ніж через чотири місяці після першого бустера.
Для чого потрібні дії бустерних доз?
По суті це ще одне нагадування нашій імунній системі про цього збудника. Справа в тому, що з часом, як і при захворюванні, так і при вакцинації, титри антитіл, які первинно виділяються після вакцинації, як реакція на збудника, падають. Відповідно чим менший захист, тим більша вірогідність захворіти знову. Тож "плюс" бустера в тому, що ми поновлюємо імунітет.
Чи потрібно робити щеплення дітям і з якого віку? Що про це говорить український, європейський та світовий досвід?
З дитячої вакцинацією у нас справа трохи повільніше просувається, ніж в Західному світі. В цьому сезоні Центр контролю із запобігання захворювання у США рекомендує вакцинацію з чотирьох місяців. Але в Україні вакцинація дозволена дітям з п'яти років. Діти з 5 до 12 років вакцинуються спеціальною вакциною для дітей з меншим вмістом РНК. Тобто це адаптована вакцина, а не та, яка дається дорослим. Зараз починається сезон, саме час вакцинуватися, вакцини в Україні є. Звертайтеся до сімейних лікарів і вакцинуйтеся.
