Nobelovu cenu za medicínu získali vědci za výzkum vedoucí k vývoji mRNA vakcín proti covidu

Katalin Karikóová a Drew Weissman jsou letošními laureáty Nobelovy ceny za fyziologii a lékařství. Obdrželi ji za objevy týkající se modifikací nukleosidových bází, které umožnily vývoj účinných mRNA vakcín proti nemoci covid-19.

„Objevy obou laureátů Nobelovy ceny jsou zásadní pro vývoj účinných mRNA vakcín proti nemoci covid-19 během pandemie, která začala na začátku roku 2020. Svými převratnými objevy, které zásadně změnily naše chápání interakce mRNA s naším imunitním systémem, přispěli k bezprecedentní rychlosti vývoje vakcín během jedné z největších hrozeb pro lidské zdraví v moderní době,“ zdůvodnila komise svůj výběr.

Vakcíny před pandemií

Očkování posiluje tvorbu imunitní odpovědi proti nějakému nebezpečnému a viru nebo bakterii. Díky tomu má pak člověk náskok před nemocí, kterou tyto patogeny způsobují. Vakcíny založené na usmrcených nebo oslabených virech jsou staré desítky let, příkladem těch, které lidstvu pomohly nejvíc, jsou vakcíny proti dětské obrně, spalničkám a žluté zimnici. Význam těchto očkování si experti uvědomují dlouhodobě – například roku 1951 dostal Max Theiler Nobelovu cena za fyziologii nebo lékařství za vývoj vakcíny proti žluté zimnici.

Díky pokroku v molekulární biologii v posledních desetiletích se ale ukázalo, že je lepší vyvinout vakcíny založené spíše na jednotlivých částech viru než na celých virech. Části virového genetického kódu, obvykle kódující proteiny nacházející se na povrchu viru, se používají k výrobě proteinů, které zesilují tvorbu protilátek, jež pak proti mikroskopickým útočníkům pomáhají. Příkladem tohoto vývoje jsou vakcíny proti viru hepatitidy B a lidskému papilomaviru.

Další moderní možností je, že jde části virového genetického kódu přesunout do neškodného nosiče, takzvaného vektoru. Tato metoda se používá například ve vakcínách proti viru ebola. Při injekčním podání vektorových vakcín se v našich buňkách vytvoří vybraný virový protein, který stimuluje imunitní odpověď proti cílovému viru.

Obě tato očkování ale spojuje stejný problém: výroba vakcín potřebuje rozsáhlé buněčné kultury. A to je náročné na zdroje, takže to znemožňuje rychlou výrobu vakcín, když jsou nejvíc zapotřebí – například přímo během epidemie nebo pandemie. Vědci se proto dlouho pokoušeli vyvinout technologie nezávislé na buněčných kulturách, jenže nedokázali najít způsob, jak tato omezení obejít.

Nahrávám video

Naděje přišla z Maďarska

V našich buňkách se genetická informace zakódovaná v DNA přenáší do messengerové RNA (mRNA), která se používá jako předloha pro výrobu bílkovin. V 80. letech 20. století vznikly účinné metody výroby mRNA bez buněčné kultury – tento proces se odborně jmenuje transkripce in vitro. Tento rozhodující krok urychlil rozvoj aplikací molekulární biologie v několika oblastech. Rozjely se také myšlenky na využití technologií mRNA pro vakcíny a terapeutické účely, ale reálně to nikdo nedokázal. In vitro transkribovaná mRNA totiž byla nestabilní, a navíc vyvolávala silné zánětlivé reakce – způsobovala tedy víc škody než užitku.

Nic z toho neodradilo maďarskou biochemičku Katalin Karikóovou, která emigrovala do Spojených států roku 1985, když jí doma kvůli nedostatku financí zavřeli laboratoř. Na počátku 90. let, kdy působila jako odborná asistentka na Pensylvánské univerzitě, věřila, že mRNA je cestou pro účinnější léčbu – a to přesto, že pro tuto tehdy podceňovanou technologii nedokázala najít sponzory.

Pomohl jí v tom její kolega imunolog Drew Weissman, kterého náhodou potkala u kopírky. Zajímal se o dendritické buňky, které mají důležitou funkci v imunitní reakci. Když zjistili, jak moc se jejich výzkum prolíná, začali spolupracovat. 

Průlom přichází

Karikóová a Weissman si všimli, že buňky umí rozeznat in vitro přepsanou mRNA jako cizí látku, takže na ně útočí a to vede k zánětům. Právě to, jak a proč organismus považuje mRNA za vetřelce, bylo jádrem jejich výzkumu. A přišli na to.

Trvalo to dlouho, potřebovali vytvořit spoustu různých variant mRNA s mnoha jedinečnými změnami. Ale nakonec prokázali, že zánětlivá reakce se nedostaví, když se báze mRNA správně upraví. „Jednalo se o zásadní změnu v našem chápání toho, jak buňky rozpoznávají různé formy mRNA a jak na ně reagují. Karikóová a Weissman okamžitě pochopili, že jejich objev má hluboký význam pro využití mRNA v terapii,“ uvádí Nobelovské komise. Tyto zásadní výsledky zveřejnili v roce 2005, tedy pouhých patnáct let před pandemií covidu-19.

Výsledky zasáhly vědeckou komunitu jako bomba – bylo jasné, že právě tohle je ta změna, na kterou se čekalo. Oba vědci ve výzkumu tohoto fenoménu pokračovali: v dalších studiích v letech 2008 a 2010 Karikóová a Weissman ukázali, že dodávka mRNA generované s modifikací bází výrazně zvyšuje produkci proteinů ve srovnání s nemodifikovanou mRNA. Tento účinek byl způsoben sníženou aktivací enzymu, který řídí produkci proteinů. Svým objevem, že modifikace bází snižují zánětlivé reakce a zároveň zvyšují produkci proteinů, odstranili Karikóová a Weissman vlastně všechny překážky na cestě k praktickému využití mRNA v medicíně.

Byznys větří příležitost

Oba vědci také hned založili společnost, která měla na převodu do praxe pracovat – jmenovala se RNAR. Zájem o technologii mRNA se začal zvyšovat a v roce 2010 pracovalo na vývoji této metody rovnou několik společností. První snahy mířily k vakcínám proti viru Zika a MERS-CoV –  druhý jmenovaný je úzce příbuzný s virem SARS-CoV-2, jenž způsobuje covid.

Právě díky tomu se v USA a Německu dokázalo tak rychle přijít na řešení problému a vědci ve firmách Pfizer/BioNTech a Moderna mohli rekordní rychlostí vyvinout dvě vakcíny s modifikovanou mRNA. Hned první testy ukázaly ochranu kolem 95 procent a minimum vážnějších vedlejších účinků, takže obě vakcíny mohly být schváleny už v prosinci 2020. Katalin Karikóová v té době už pracovala ve společnosti BioNTech.

„Působivá flexibilita a rychlost, s jakou lze vyvíjet mRNA vakcíny, otevírá cestu k využití nové platformy také pro vakcíny proti dalším infekčním onemocněním. V budoucnu může být tato technologie využita také k dodávání terapeutických proteinů a k léčbě některých typů rakoviny,“ zdůrazňuje i budoucí význam této biotechnologie komise Nobelových cen.

Celkem bylo na celém světě podáno více než 13 miliard dávek vakcíny proti covidu-19. Zachránily miliony životů a u mnoha dalších lidí zabránily závažnému onemocnění, což zase umožnilo konec lockdownů a návrat k normálnímu životu. „Svými zásadními objevy významu modifikací bází v mRNA letošní laureáti Nobelovy ceny zásadně přispěli k tomuto transformačnímu vývoji během jedné z největších zdravotních krizí naší doby,“ dodává komise. 

Cena za medicínu

Cena za fyziologii a lékařství se tradičně vyhlašuje na úvod takzvaného nobelovského týdne. Loni ji získal švédský expert na evoluční genetiku Svante Pääbo, který popsal křížení pravěkých předků lidí. V příštích dnech budou oznámeni noví nositelé Nobelových cen za fyziku, chemii, literaturu a mír. Příští pondělí pak tento maraton završí jméno čerstvého držitele ocenění za ekonomii.

Nositel ceny obdrží zlatou medaili, diplom se zdůvodněním a finanční obnos. Odměna, která je vyplácena držitelům Nobelovy ceny, letos vzroste o milion švédských korun (přes dva miliony korun). Každý z laureátů tak dostane 11 milionů švédských korun (22,7 milionu korun). V případě, že je jedna cena udělena více osobnostem, laureáti si odměnu dělí.

Letošní telefonát laureátovi:

Výše odměny se v posledních letech mění. Nobelova nadace uvedla, že zvýšení vyplácené částky bylo možné vzhledem k lepší finanční situaci organizace. Kvůli finančním problémům musela Nobelova nadace snížit v roce 2012 odměnu z deseti na osm milionů švédských korun. V roce 2017 byla odměna zvýšena na devět milionů švédských korun a v roce 2020 na deset milionů.

Agentura Reuters nicméně upozornila, že vzhledem k tomu, že švédská koruna ztratila za poslední desetiletí vůči euru asi 30 procent své hodnoty, držitelé Nobelovy ceny si ve skutečnosti finančně nepolepší.

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

Ebola v Evropě není velkou hrozbou, ukazují zkušenosti

Pacient, který může mít ebolu a bude hospitalizovaný v Česku, může vyvolávat obavy. Ale zkušenosti naznačují, že kvalitní přijatá opatření i samotné vlastnosti viru dokáží šíření nemoci účinně zabránit.
před 10 hhodinami

Příznaky Alzheimera odhalí rychlý test. Zkuste si ho

První příznaky demence může odhalit nový test kognitivních funkcí, jako je paměť nebo porozumění. Ve věku 65 až 80 let je teď součástí preventivní prohlídky u praktického lékaře, dostupný je i na internetu. Trvá jen několik minut, informovala Společnost všeobecného lékařství České lékařské společnosti Jana Evangelisty Purkyně (ČLS JEP).
před 12 hhodinami

WHO zkoumá možnosti vakcín a léčby proti epidemii eboly v Kongu

Světová zdravotnická organizace (WHO) zkoumá, zda by některé kandidátské vakcíny, tedy očkovací látky ve fázi výzkumu, nebo léčebné postupy, mohly být použity k potlačení epidemie eboly v Kongu (Demokratické republice Kongo). Informovala o tom v úterý agentura AFP. Organizace již dříve vyhlásila nárůst počtu případů vysoce nakažlivé hemoragické horečky za mezinárodní zdravotní stav nouze.
včeraAktualizovánovčera v 18:41

Kde leží hranice medicíny? Odpovědi hledal nový pořad Daniela Stacha Na dosah

Česká televize spouští nový diskusní pořad Na dosah. Bude se snažit přiblížit zásadní společenská témata, která mají potenciál rozdělovat společnost tak, aby odborníci i obyčejní lidé mohli hledali shodu. První díl se v úterý 19. května od 20:07 na ČT24 věnuje medicíně, která občas může vypadat jako všemocná – ale zatím taková rozhodně není.
včera v 13:58

Svět je dle expertů k pandemiím náchylnější než před covidem

Ani po epidemii eboly v západní Africe před necelými deseti lety, pandemii covidu-19 a nouzové situaci kolem infekčního onemocnění mpox (dříve opičí neštovice) není svět bezpečnějším místem před propuknutím nových pandemií. Uvedlo to mezinárodní expertní grémium na úvod výročního zasedání Světového zdravotnického shromáždění, které je orgánem Světové zdravotnické organizace (WHO). Šéf WHO Tedros Adhanom Ghebreyesus prohlásil, že svět nyní zažívá nebezpečné časy.
včera v 13:00

Po týdnu tréninku se lidský mozek naučí přijmout nemožné. Včetně létání

Člověk neumí vlastní silou létat. Nikdy to neuměl, a pokud se genetika nestane opravdu neskutečně pokročilou, nebude to umět nikdy. Lidský mozek je na tento fakt naprogramovaný miliony let evoluce našeho druhu. A přesto – náš mozek je tak neuvěřitelně přizpůsobivý a současně učenlivý, že se dá přesvědčit k tomu, že jeho nositel létat umí. A dokonce pak podle toho mění své další funkce. Prokázal to pozoruhodný experiment čínských vědců.
včera v 10:19

Historička: „Bílí“ migranti z Ruska nakopli československou vědu i techniku

Když do Československa přišli po první světové válce ruští emigranti, nabídla jim nově vzniklá republika vzdělání, pomoc i zázemí. A oni se jí za to odvděčili špičkovými výkony v technických oborech, popisuje v rozhovoru pro ČT24 historička Dana Hašková.
včera v 08:20

Klíšťata ve městech jsou infikovanější než v lesích, upozorňují vědci

Klíšťata ve městech jsou prokazatelně až dvakrát infikovanější než ta ze 150 lesních lokalit po celém Česku, kde pracovníci Státního zdravotního ústavu sbírají a testují vzorky. Vědci je hledají pozemním sběrem, informace získávají i přímo od lidí prostřednictvím aplikace Klíšťapka nebo webu Klíšťata ve městě. Za tři roky nasbírali více než dvanáct tisíc klíšťat. Některou z bakterií bylo infikováno 44 procent z nich, čtvrtina pak boreliózou.
včera v 06:30
Načítání...