Katalin Karikós Beharrlichkeit, die Milliarden von Impfungen gegen Covid-19 ermöglichte

Alles begann im Jahr 1955, als Katalin Karikó in der ungarischen Stadt mit einem unaussprechlichen Namen geboren wurde: Kisújszállás. Seit seiner Kindheit waren die wirtschaftlichen Verhältnisse kompliziert. In den 1950er Jahren spürte Ungarn noch die Verwüstungen des Zweiten Weltkriegs, als die sowjetische Besatzung das Land kontrollierte.

Karikó und seine Familie lebten in einem Lehmhaus ohne Strom und fließendes Wasser. Das scheint die Forscherin nicht gestört zu haben: „Ich hatte eine glückliche Kindheit, wir hatten Essen auf dem Tisch und eine liebevolle Familie“, sagte sie dieses Jahr dem Lifestyle Magazine. Trotz der Mängel schloss sie ihr Studium ab und promovierte an der Universität Szeged, wo sie als Postdoktorandin tätig war.

Ein neuer Anfang

Nachdem er eine Familie gegründet hatte und dem Labor, in dem er arbeitete, die Mittel ausgingen, beschloss Karikó in den 1980er Jahren, in die Vereinigten Staaten zu ziehen. Um seinen Traum zu erfüllen, musste er sein Fahrzeug verkaufen (für umgerechnet 1.000 US-Dollar) und das Geld darin verstecken ein Stofftier seiner Tochter, da er mit mehr als 100 Dollar das Land nicht verlassen durfte.

Er kam mit einer Forschungsidee in die USA, die er niemals aufgeben würde: der Verwendung des Boten-RNA-Moleküls für therapeutische Zwecke. Messenger-RNA ist die Nukleinsäure, die die Informationen zur Produktion von Proteinen mithilfe der Zellmaschinerie trägt. Dabei handelt es sich um Anweisungen, die die Bestandteile und die Reihenfolge der Proteine ​​angeben. Diese Nachricht besteht aus den Buchstaben Adenin (A), Uracil (U), Cytosin (C) und Guanin (G).

RNA ist ein instabiles und fragiles Molekül. Ironischerweise war das Karikós erstes Jahr in den Vereinigten Staaten, aber sie war nie zerbrechlich. Zwischen 1985 und 1988 arbeitete sie als Postdoktorandin an der Temple University. Von 1988 bis 1989 an der Uniformed Services University of Health Sciences. 1989 begann sie als Professorin und Forscherin an der University of Pennsylvania zu arbeiten. Dort bemühte er sich um Fördermittel für seine Forschung, erhielt diese jedoch nicht.

Niemand vertraute dem Potenzial der Messenger-RNA.

Aus Geldmangel verlängerte die University of Pennsylvania ihren Vertrag 1995 nicht. Trotzdem stimmte sie zu, auf die Stelle als Postdoktorandin zurückzukehren, ohne ihr eigenes Labor zur Verfügung zu stellen.

Eine zufällige Begegnung

Vor dem Internet gelangten die Zeitschriften, in denen wissenschaftliche Artikel veröffentlicht wurden, in die Institute, wo sie fotokopiert werden mussten, damit sie von allen Forschern gelesen werden konnten. Direkt im Kopierraum traf Karikó Drew Weissman. Sie tauschten ein paar Sätze über ihre Forschungsrichtungen aus und einigten sich auf den Beginn einer akademischen Zusammenarbeit.

Es war der Beginn einer Interaktion, die das Leben beider Wissenschaftler verändern sollte.

1998 begannen sie, gemeinsam Experimente durchzuführen. Weissman war ein Experte für dendritische Zellen, die Moleküle von Mikroben einfangen und sie anderen Zellen im Immunsystem präsentieren, um eine bessere Abwehr aufzubauen. Karikó, bei der In-vitro-Produktion von RNA-Molekülen.

Das Ziel war sehr klar. Anstatt das inaktivierte oder abgeschwächte Virus zu injizieren, würden sie Boten-RNA mit Anweisungen einführen, sodass die Mauszellen für kurze Zeit ein Virusprotein produzieren würden. Bei Kontakt mit diesem Protein würde das Immunsystem der Maus auf ganz ähnliche Weise aktiviert, als ob sie mit dem echten Virus infiziert wäre.

Die ersten Ergebnisse waren entmutigend. „Was wir beobachteten, war, dass sich das Fell der Mäuse veränderte, die Mäuse sich zusammenzogen, sie hörten auf zu fressen und zu rennen. Sie waren nicht glücklich. Es stellte sich heraus, dass das Immunsystem eindringende Mikroorganismen erkennt, indem es ihre Boten-RNA erkennt und mit Entzündungen reagiert“, so sie Rückruf. Karikó und Weismann.

Bis 2017 wurden 214 Arten von RNA-Viren dokumentiert, die Menschen infizierten. Das Immunsystem reagiert sehr empfindlich auf exogene RNA – nicht auf zelleigene –, da dies auf eine Virusinfektion hinweisen kann. Das gleiche System ist bei Mäusen vorhanden.

Karikó fragte sich: „(Wenn) jede Zelle in unserem Körper (oder in Mäusen) Boten-RNA produziert und das Immunsystem vorgibt, es nicht zu sehen. Was macht es anders als das, was ich getan habe?“, kommentierte er in einem in The New veröffentlichten Artikel York Times.

Sie begannen zu untersuchen, wie sich die Entzündungsreaktion vermeiden ließe. Zu diesem Zweck testeten sie andere in Säugetieren vorkommende RNA-Typen und stellten fest, dass nicht alle RNA-Typen die gleiche Reaktion hervorriefen. Insbesondere Transfer-RNA (tRNA), ein Molekül, das als Adapter zwischen der von der mRNA übertragenen Botschaft und den Aminosäuren fungiert, aus denen Proteine ​​in der Zelle hergestellt werden, aktivierte dendritische Zellen nicht.

So haben sie das Immunsystem ausgetrickst

Die mit Transfer-RNA erzielten Ergebnisse und Karikós umfassende Kenntnisse der RNA-Chemie brachten ihn auf die Idee, die Blöcke der Boten-RNA zu modifizieren. Es versuchte, die Botschaft zu bewahren, ohne jedoch von unserem Körper als exogene RNA erkannt zu werden. Nehmen Sie eine stille Änderung vor.

Karikó nahm diese Änderung in Uridin (Uracil, einer der Buchstaben der RNA, gebunden an ein Zuckermolekül) vor, für ein Molekül, das eine subtile Änderung in der Konfiguration seiner Atome aufweist, Pseudouridin.

Im Jahr 2005 zeigten Karikó und Weissman, dass die Modifikation von Pseudouridin mit Uridin es der Boten-RNA ermöglicht, ihre Funktion zu erfüllen, indem sie ein gewünschtes Protein produziert, ohne jedoch dendritische Zellen zu aktivieren. Es gelang ihnen, das Immunsystem zu täuschen.

Nachdem sie mehrfach abgelehnt wurden, veröffentlichten sie ihre Ergebnisse in der Zeitschrift Immunity. Diese bahnbrechende Entdeckung blieb von den meisten Wissenschaftlern unbemerkt, die den therapeutischen Wert dieser Modifikation nicht erkannten.

Ein unerwartetes Ergebnis für Weissman, der damals Karikó vorhersagte: „Das Telefon wird klingeln, bis man es abnimmt, die Leute werden uns um Hilfe bei der RNA bitten. Wir werden zu Vorträgen eingeladen.“ Das ist damals nicht passiert.

Im Laufe der Jahre würde die Welt das therapeutische Potenzial der Boten-RNA erkennen.

Mit nachfolgenden Arbeiten konnten Karikó und Weissman zeigen, dass der Einbau von Pseudouridin in die Boten-RNA nicht nur deren Fähigkeit zur Aktivierung des Immunsystems verringerte, sondern auch die Menge des produzierten Proteins erhöhte.

Die klinische Entwicklung von Boten-RNA-Impfstoffen war eine Frage der Zeit. Als die Menschheit mit Covid-19 konfrontiert wurde, war es ein Hauptbestandteil des Impfstoffs.

Hoffnungsvolle Zukunft

Die Messenger-RNA-Technik zur Herstellung von Impfstoffen hat sich als hervorragendes Werkzeug erwiesen. Dies ist seiner schnellen Entwicklung und hohen Effizienz zu verdanken. Erinnern wir uns daran, dass der Moderna-Impfstoff in zwei Tagen entwickelt und in vier Wochen erhältlich war.

Um diese Daten ins rechte Licht zu rücken: Im Fall des Tuberkulose-Impfstoffs investierten Calmette und Guerín 13 Jahre in die Entwicklung ihres berühmten abgeschwächten Bazillus (BCG). Die Geschwindigkeit der Entwicklung begünstigt auch die Entwicklung neuer Impfstoffe gegen verschiedene Virusvarianten.

Bisher wurden fast zweihundert klinische Studien mit der Messenger-RNA-Technik zur Bekämpfung von Infektionskrankheiten gestartet. Im speziellen Fall der Impfstoffe laufen derzeit Tests gegen Zika, HIV, Dengue-Fieber, Krebs und Malaria.

Heutzutage ist das Potenzial des Boten-RNA-Moleküls sehr leicht zu erkennen. Doch jahrzehntelang erhielt Katalin Karikó eine Ablehnung nach der anderen, ihre Experimente zu finanzieren. Dank seiner Beharrlichkeit, seines kritischen Geistes und seiner Leidenschaft für die Wissenschaft gelang es ihm jedoch, das Paradigma zu ändern und die Boten-RNA ins Rampenlicht zu rücken. Verdienste, die ihr zusammen mit Drew Weissman den Nobelpreis für Medizin und Physiologie 2023 verliehen haben.

Dieser Artikel wurde ursprünglich auf The Conversation veröffentlicht

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