Katalin Karikó och Drew Weissman är forskarna bakom de nukleosidbasmodifieringar som möjliggjorde det rekordsnabba framtagandet av mRNA-vaccinet mot Covid-19. Veckan då Nobelpristagarna tillkännages inleddes med att Karikó och Weissman tilldelades priset i fysiologi eller medicin. Hon är biokemist och han är immunolog och de har forskat på mRNA-tekniken sedan 1990-talet.
Deras upptäckter blev avgörande för utvecklingen av de effektiva mRNA-vaccinerna mot Covid-19. Det tog endast sex veckor att ta fram ett första testvaccin. I december 2020 drog vaccineringen igång i Sverige och globalt beräknas Covid-vaccinerna ha räddat 20 miljoner människors liv. Pristagarnas forskning har helt ändrat förståelsen kring hur mRNA samspelar med immunsystemet.
Hur fungerar mRNA-vaccin?
Enkelt sätt kan man förklara vaccinet som att en ritning på en liten del av sars-cov2-viruset injiceras i kroppen inneslutet i ett lipidhölje. Ritningen är det modifierade mRNA-viruset och den lilla delen av sars-cov2 är spike-proteinet. Proteiner som liknar virusets spikeprotein börjar produceras i stor mängd varpå immunsvaret aktiveras eftersom det detekteras som främmande material för kroppen. Immunsvaret leder till produktion av neutraliserande antikroppar mot viruset.
Varför behövs mRNA-tekniken?
De vaccin som fanns före pandemin var antingen avdödat eller försvagat virus, viruskomponenter eller vektorbaserade. Alla dessa tekniker krävde storskalig cellodling för tillverkningen. Processen är resurskrävande och begränsar möjligheterna till snabbt framtagande av vaccin vid utbrott och pandemier.
Hur började det?
mRNA fungerar i våra celler som budbärare av genetisk information från DNA. Det utgör mallen för proteintillverkning i cellerna. Redan på 1980-talet föddes idéen om att använda mRNA inom en rad molekylärbiologiska områden, däribland som vaccin och i behandlingar. Det fanns dock en mängd svårigheter med detta, varför entusiasmen kring tekniken var ganska sval och det var svårt att få forskningsanslag. Problemen var bland annat att:
- In vitro-transkriberat mRNA var instabilt och svårt att leverera in i celler. Detta krävde utveckling av sofistikerade bärarlipider.
- In vitro-producerat mRNA gav upphov till kraftiga inflammatoriska reaktioner. Man kan säga att det var för effektivt och immunsvaret blev för starkt.
Dessa hinder avskräckte inte Katalin Karikó, utan hon var fast besluten att utveckla mRNA-tekniken för kliniska ändamål. Hon var knuten till University of Pennsylvania och där träffade hon kollegan Drew Weissman. Hans forskning kretsade kring dendritiska celler och HIV. Kombinationen av deras forskningsfält gav ett fruktbart samarbete som berörde samspelet mellan immunsystemets celler och mRNA.
Vad ledde fram till genombrottet?
Ett av huvudproblemen med tekniken var den kraftiga inflammatoriska respons som in vitro-mRNA gav upphov till. Denna immunrespons syntes dock inte på mRNA från däggdjursceller. Karikó och Weissman visste att nukleosidbaserna i RNA från däggdjursceller modifierades medan in-vitro RNA inte gjorde det. De frågade sig om den uteblivna modifieringen i in vitro-mRNA kunde förklara den oönskade inflammationen. Därför gjorde de olika modifieringar av nukleosidbaserna och levererade i en serie experiment sådant mRNA till dendritiska celler. De banbrytande resultaten visade att det oönskade inflammatoriska svaret kraftigt reducerades tack vare modifieringarna. Nyckelupptäckten publicerades 2005.
I efterföljande studier visade Karikó och Weissman även att modifierat mRNA gav en markant ökad proteinproduktion jämfört med icke-modifierat mRNA. Detta innebar att man kunde ge endast en liten dos och få ett starkt svar.
Framtiden för tekniken
mRNA-tekniken tros kunna bidra till mycket mer inom vården än Covid-vacciner. Till exempel forskas det mycket på dess användningsområde som immunterapi mot cancer.
Skräddarsytt nyhetsbrev 
Säker och snabb ingång till medlemssidorna 