Könnyebb azokat a gyógyítási területeket összeszámolni, amelyeken nem használják majd az mRNS-technológiát – mondta a konferencia sajtótájékoztatóján Drew Weissman Nobel-díjas mikrobiológus, vakcinakutató. A megállapítást igazolták az előadások is, amelyekből kiderült, hogy az „mRNA Conference, Szeged” Karikó Katalin által meghívott 15 előadója szakmai kapcsolatot tart egymással, ismerik kollégáik felfedezéseit, de a legfrissebb kutatásokról a közönség nagy része most hallhatott először. Az egymásra felelő kutatási témák azt is jelezték, hogy az mRNS-alapú vakcinák és terápiák fejlesztése elhivatott nemzetközi kooperációban zajlik.

Persephone Borrow, Katrien Remaut, Robin Shattock, Karin Loré, Nicolas Manel, Jakus Zoltán, Gerald Schwank, Pardi Norbert, Uğur Şahin, Karikó Katalin, Drew Weissman, Martin Ridderstråle, Nógrádi Antal, Rein Verbeke, Jørgen Frøkiær, Kiss Tamás

Drew Weissman: Nukleozid-módosított mRNS-LNP terápiák (Nucleoside-modified mRNA-LNP Therapeutics)

Drew Weissman a Pennsylvania Egyetem RNS Innovációs Intézetének igazgatója. Karikó Katalinnal közösen kifejlesztették a módosított mRNS-technológiát, amely a vakcinafejlesztés új korszakát indította el; ezt az eredményt 2023-ban fiziológai és orvostudományi Nobel-díjjal ismerték el. Weissman jelenleg a pánkoronavírus vakcina, az univerzális influenza elleni oltóanyag, valamint a rákterápiás szerek és a herpesz megelőzésére szolgáló oltóanyag kifejlesztésére összpontosít.

A nukleozid-módosított mRNS-technológiát 15 éve szabadalmazták. Jelentősége a COVID-19 járvány során mutatkozott meg: az Egyesült Államok Élelmiszer- és Gyógyszerügyi Hivatala (Food and Drug Administration) által jóváhagyott két vakcina alapjául szolgált, amelyek több mint 90%-os hatékonyságot és kiváló biztonságot mutattak. Emellett az mRNS-t más kórokozók elleni vakcinák, terápiás fehérjék, mRNS-alapú monoklonális antitestek, valamint génterápiák, például a sarlósejtes vérszegénység és az amiloidózis kezelésére is fejlesztik; ezek hatalmas potenciált jelentenek az orvosi kezelések jövőjében.

Drew Weissman

Drew Weissman előadását azzal vezette be, hogy többféle módon lehet vakcinákat létrehozni: a hagyományos vakcinák legyengített vírusokat használnak arra, hogy felkészítsék az immunrendszert egy esetleges találkozásra a vírussal; az mRNS-vakcinákba baktérium vagy vírus membránban lévő fehérjét kódoló RNS-t raknak, és ennek révén maga a szervezet fogja megtermelni azt az anyagot, ami ellen az immunválaszt kialakítja.

Drew Weissman előadásában egy új immunológiai felfedezésről, az úgynevezett CAR-T sejtek, vagyis mesterségesen módosított felszínnel rendelkező T-sejtek in vivo alkalmazásáról is szó volt. E technológia során leveszik a beteg vérét, elkülönítik a vérben található, immunválaszban szerepet játszó T-sejteket, majd mesterségesen egy specifikus receptort helyeznek a felszínükre, amivel aztán a visszajuttatás után később képesek felismerni egy adott betegséget a szervezetben. Laboratóriumi körülmények között azonban ennek elvégzése időigényes és drága. Drew Weissman és munkatársai jelenleg azt vizsgálják, hogy a mesterséges receptor T-sejtekre helyezését hogyan lehetne a beteg szervezetében elvégezni. Az eljárásnak ugyanaz az alapja, mint az mRNS-vakcinának: bejuttatják a receptort kódoló mRNS-t a beteg szervezetében a T-sejtekbe, és ennek eredményeként a specifikus receptor megjelenik a sejtfelszínen. Az így „megjelölt” sejtek hatására az immunrendszer képes lesz rákos sejteket felismerni vagy más immunfolyamatokat kiváltani a szervezetben.

Az eljárás fontos része, hogy a receptort kódoló mRNS-t megfelelő lipid nanorészecskékbe (LNP, egyszerűbben szólva nanoméretű zsírcseppecskékbe) csomagolják. A különböző LNP-k mindig mást képesek megcélozni, a CAR T-sejtek esetében például a T-sejteket, amelyek felszínén elhelyezik a receptort.

Drew Weissman és Karikó Katalin

Drew Weissman folyamatban lévő kutatásról is beszámolt. A sarlósejtes anémia nevű genetikai betegséget hozta fel példaként; ez a vörösvértesteken nyilvánul meg, hatására sarló alakúak lesznek a sejtek. A terápiás eljárás abból indul ki, hogy a vérben keringő összes sejtes anyag (a hemoglobinok, a különböző véralvadási faktorok vagy az immunrendszer sejtjei is) a csontvelőből differenciálódik. Ha célzottan lehetne hatni a csontvelőben, ahol ezek a sejtek létrejönnek, akkor e sejtek hatékonysága jobban fokozható, mint ha már létrejött formában, a keringésben találkoznak az antigénekkel, amelyek ellen immunválaszt kell kialakítaniuk. Vagyis, a csontvelőbe célozva olyan mRNS-alapú terméket szeretnének létrehozni, ami már ott megváltoztatja a genomot, és védekezést kelt a sarlósejtes anémia ellen.

Drew Weissman előadásában megemlítette, hogy az mRNS-alapú eljárást nemcsak a betegségek gyógyítására használják, hanem kíméletesebb kezelésre is. A PUMA nevű fehérjét hozta fel példaként, ami képes az apoptózisra, vagyis arra, hogy a sejt genetikailag meghatározott módon felszámolja magát. Ezt a fehérjét a csontvelői sejtek sejtmagjába is be lehet juttatni, és ott apoptózist lehete vele kiváltani. Az eljárás akkor hasznos, ha olyan orvosi eljárásra van szükség, amelyben ki kell, hogy takarítsák a környező sejteket. A módszer kevésbé toxikus, mint a kemoterápiás eszközök, amelyek szintén erre szolgálnak.

Az amerikai kutató előadásában külön részt szentelt a vakcinákhoz jutás morális kérdéseinek. A maláriát hozta fel példaként, ami éppen ott a leggyakoribb, ahol a legkevesebb pénz áll rendelkezésre a kutatáshoz. Drew Weissman maga évekig dolgozott Thaiföldön, és az ott korábban kialakított kutatóműhely a Covid-19 idején képes volt arra, hogy a Pfizer számára gyártó kapacitást nyújtson, amikor gyorsan, nagy mennyiségű oltást kellett előállítani. Ebben a műhelyben ma már 10 saját vakcinát állítanak elő különböző betegségekre. Drew Weissman elmondta még, hogy Dél-Afrikában is épül egy mRNS-elosztóközpont, amelynek célja, hogy Afrika számára helyben tudjanak jó hatékonysággal oltásokat gyártani.

Képek az mRNS-konferenciáról. Fotók: Kovács-Jerney Ádám, Sahin-Tóth István

Karin Loré: Az mRNS-vakcinák által kiváltott immunválaszok a hagyományos vakcinaplatformokkal összehasonlításban (Immune Responses Elicited by mRNA Vaccines Compared to Traditional Vaccine Platforms)

Karin Loré a svédországi Karolinska Intézet Orvostudományi Tanszékének professzora. Posztdoktori tanulmányait az Egyesült Államokban, az NIH Vakcinakutató Központjában végezte. Kutatócsoportja nagy tapasztalattal rendelkezik késői fázisú preklinikai vakcinák vizsgálataiban.

Előadása elsősorban arra keresett választ, hogy az mRNS-re hogyan reagál az immunrendszer. Milyen típusú sejteket céloznak az mRNS-vakcinák, a beadást követően egy vakcina hogyan oszlik el a szervezetben, hol összpontosul a hatása, mennyi idő után mutatja a legerősebb jelet és hol van a lecsengése? Karin Loré stockholmi kutatócsoportja az mRNS-vakcinák és a hagyományosabb vakcinaplatformok (például a fehérje adjuvánssal vagy a teljes inaktivált vírussal ható vakcinák) közötti immunválaszokat hasonlította össze aprólékos mérésekkel. Eredményei kimutatják, hogy az mRNS-vakcinák erősebb veleszületett immunválaszt váltanak ki, mint a hagyományos oltások.

Karin Loré

Melyik sejtek, milyen hatékonysággal veszik fel a lipid nanorészecskéket (LNP), amelyekbe az mRNS-molekulát csomagolják? Melyik sejtek képesek a bejuttatott mRNS-t a leghatékonyabban fehérjékre lefordítani az ember számára? Karin Loré szerint a legnagyobb arányban a neutrofil immunsejtek (fő feladatuk az idegen mikroorganizmusok elleni védekezés) veszik föl a lipid nanorészecskéket, viszont érdekes módon ezek fordítják le a legkisebb arányban a fehérjéket. Ehhez az összehasonlításhoz jelölt LNP-t és jelzéskibocsátó fehérjéket kódoló mRNS-t használtak, mivel elsősorban a hordozó LNP célba jutását és a fehérjévé fordítás (transzláció) hatékonyságát vizsgálták. A kutatás kitért arra is, hogy a különböző útvonalakon, például intramuszkulárisan vagy bőr alá bejuttatott LNP-k hogyan célozzák meg a különböző nyirokcsomókat, ahonnan a szervezet különféle helyeire juthatnak el.

A Covid-19 vakcinák vizsgálata során összehasonlították a Pfizer és a Novovax vakcináját, azt figyelve, hogy melyik, milyen arányban okozza a vírust szimuláló tüskefehérje kifejeződését, és ezt mennyi idő után lehet azonosítani a vérből. Immunizált emberek mintáiból mindkét esetben 24 óra után már azonosították az mRNS által termelt tüskefehérjét, ami a védekezést kiváltotta. A két oltás különböző módon váltotta ki az antigén termelődését. Kiderült, hogy egy vakcinát nem feltétlenül az tesz hatásossá, ha sok antigént fog termelni: a Pfizer ugyanis nagyon sokat termelt, és jól működő vakcina volt, míg a Novovax esetében kevés antigén termelődött, a vakcina mégis jól működött.

Az előadás az mRNS-alapú vakcinákat hagyományos vakcinákkal is összehasonlította. Három influenza vakcinatípus közül az mRNS-vakcina volt a leghatékonyabb. Mindegyik vakcina ugyanazon négy influenzavírus-törzs ellen tartalmazott mRNS-t, illetve legyengített vírust vagy hozzáadott adjuvánst is. A vakcinabeadást követően a legerősebb immunválaszt az mRNS-vakcinánál mérték, és ez volt a legerősebb a T-immunsejtek kialakításában is. Pozitív eredményeket kaptak az mRNS-vakcina idős emberekben kiváltott immunvédettségével kapcsolatban is.

A Karolinska Intézetben Karin Loré csoportja a veszettség vírusa elleni mRNS-vakcinát is tesztelt. Ez ugyancsak magasabb semlegesítő antitest szintet, nagyobb mennyiségű memória B-sejt és T-immunsejt kialakulását eredményezte, mint a hagyományos oltás, vagyis tartósabb immunválaszt alakított ki. Emellett erősebb volt a más lyssavirus törzsekkel szembeni kereszt-semlegesítési reakciója is.

Karin Loré arról is beszámolt, hogy kutatásában az mRNS-vakcinák ideális koncentrációját is vizsgálták. Erről az derült ki, hogy a dózis nagyságától függ ugyan, hogy hány nyirokcsomóba jut el az mRNS, de már egy 10 mikrogrammos adag is hatást vált ki. Karin Loré szerint a nyirokcsomók elérése fontos az immuniziálás szempontjából, ezért hiába van a bőrben több immunsejt, az izomba mégis előnyösebb beadni a vakcinát, mert így több nyirokcsomóba jut el a hatóanyag.

Nógrádi Antal: Több terápiás fehérjét kódoló mRNS használata kísérleti gerincvelő-sérülés kezelésében (The Use of Multiple mRNAs Encoding Therapeutic Proteins for the Treatment of Experimental Spinal Cord Injury)

Nógrádi Antal a Szegedi Tudományegyetem Szent-Györgyi Albert Orvostudományi Kar Anatómiai, Szövet- és Fejlődéstani Intézetének vezetője. Neuroregenerációs Laboratóriuma évek óta vizsgálja a gerincvelő-sérüléssel kapcsolatos terápiás lehetőségeket.

Előadása abból indult ki, hogy jelenleg nagy kihívást jelent a terápiás fehérjék hatékony in vivo bejuttatása a sérült gerincvelő mikrokörnyezetének modulálására, valamint a neuroprotekció és a regeneráció elősegítésére. A nukleozid-módosított mRNS technológiáját terápiás fehérjéket kódoló mRNS-ek szállítására alkalmazták. Kísérleteik során lipid nanorészecskékbe (LNP) csomagolt mRNS-eket használtak, amelyek egy korábban megvizsgált szekrétum komponenseit kódolják. A szekrétumban lévő fehérjékkel korábbi kísérleteikben neuroprotekciót és funkcionális helyreállítást értek el patkány gerincvelő-sérülés után. Ez jobb axonális regenerációt, a gyulladás csökkenését váltotta ki, valamint a másodlagos cisztás üreg méretének csökkentését eredményezte.

Nógrádi Antal

Nógrádi Antal előadásából kiderült, hogy a gerincvelő-sérülést eredményező ütés következtében két gyulladási hullám lép fel. Az elsődleges sérülés után makrofág sejtek áramlanak a helyszínre, majd a hegesedés beállta után, 6-7 nap múlva a szervezet egy második hullámban további makrofág sejteket irányít a sérüléshez. A gyulladás új szakasza miatt kialakul egy üregesedés, ami megakadályozza a gyógyulást. A két sérülési szakasz között a 7-14. nap jelenti azt az időablakot, amíg kezeléssel be lehet avatkozni. Ezután a szervezet a sérült sejteket funkció nélküli hegszövettel pótolja, ami tartós idegrendszeri működészavart okoz.

Nógrádi Antal kutatócsoportjával a korábbi években azt vizsgálta, hogy a gerincvelő-sérülésbe beültetett őssejtek milyen immunológiai információátadó molekulákat juttatnak ki a környezetükbe. Ezek között szerepeltek az IL-6 és IL-10 jelzőmolekulák, és a kísérleteik igazolták, hogy az IL-10-nek gyulladásgátló hatása van, valamint neuronvédő hatást is kifejt.

Nógrádi Antal arról is beszámolt, hogy az őssejt-beültetési kísérletek során létrehoztak egy policisztronos kazettát, egy DNS-szakaszt, amely az összes citokin molekulát kódolta, amelyekről úgy gondolták, hogy pozitív hatással lehet a sérülésre. Ezek közül négyet választottak ki: az IL6, IL-10, a MIP-1ALFA, és a GDNF fehérjéket.

Az mRNS-alapú eljárást Nógrádi Antal kutatócsoportja 2019-ben alkalmazta először, hogy a fehérjék közül a legkedvezőbb hatást mutató IL-10-et termeltessék a sérülés közelében lévő sejtekkel. Pardi Norbert kutatócsoportja a Pennsylvaniai Egyetemen ekkor már élenjáró eredményeket ért el az mRNS-t szállító lipid nanorészecskék (LNP) terén, így Nógrádi Antal vele vette fel a kapcsolatot. Első kísérleteikben az LNP-be csomagolt, IL-10 fehérjét kódoló mRNS-t közvetlenül a gerincvelő-sérülés környékére injektálták, vigyázva, hogy egy túl nagy dózis ne szélesítse tovább a léziót. Egy kamerás megfigyelőrendszerrel az állat mozgásának komplexitását mérve a kísérleti patkányok jobbulását tapasztalták. Az is kiderült, hogy ha abban a bizonyos időablakban adták be az IL-10-et kódoló mRNS-LNP nanorészecskét, akkor a természeteshez közel alakult az állatok mozgása.

Duda Ernő és Nógrádi Antal

Egy másik kísérletben Nógrádi Antal és munkatársai a négy kiválasztott fehérjét együtt kódoló mRNS-t adtak be az állatoknak, és azt látták, hogy így még jobban javult a gerincvelősérült patkányok mozgása. Nógrádi Antal előadása után a konferencián Ugur Sahin megkérdezte, hogy az IL-6 mint gyulladásfokozó citokin milyen hatással volt a sérülésre. Nógrádi Antal válaszából az derült ki, hogy ez a fehérje az idegrendszerben egészen másképpen játszik szerepet, mint a vérben, vagy más szervekben.

Nógrádi Antal megemlítette csoportjának legújabb kutatását is, amelynek során az mRNS-t nem a gerincvelő-sérülés helyszínére juttatják be, hanem a hasüregbe. Ott ugyanis készenlétben várakoznak olyan sejtek, amelyek bizonyos hatásra a sérülés helyszínére vándorolnak, és ott fejtenek ki hatást. Nógrádi Antallal kutatásairól rövidesen interjút közlünk.

Uğur Şahin: Személyre szabott neoantigén terápia a daganatos betegségek ellen

Uğur Şahin kutató és orvos, aki Özlem Türeci és Christoph Huber közreműködésével alapította meg a BioNTech céget Mainzban, Németországban. Karikó Katalin mRNS-technológiáját alapul véve munkatársaival ő fejlesztette ki 2020 januárjában a Pfizer-BioNTech COVID-19 vakcinát, amely az elsőként engedélyezett Covid-19 vakcina lett világszerte.

Uğur Şahin előadása a daganatos megbetegedések kezelésére fejlesztett terápiák új irányát, a neoantigéneket alkalmazó, mRNS-technológiára épülő módszert mutatta be. Ezzel az eljárással előre megjósolhatók az egyes daganatok lehetséges mutációi, és remény van arra, hogy a daganatos betegek személyre szabott terápiát kapjanak.

Uğur Şahin

Az antigének olyan fehérjék, amelyeket a daganatos sejt felszínén az immunrendszer idegenként azonosít, és emiatt védekezési reakciót, immunválaszt indít ellenük. A korábban használatos, az antigéneket alkalmazó terápiák azonban nem bizonyultak elég hatékonynak, ugyanis a tumorból gyakran kiszelektálódtak olyan utódtumorok, amelyek már ellen tudtak állni. Ezért olyan kezelésre van szükség, amely a mutációkra is felkészíti az immunrendszert.

A neoantigén-terápia során mintát vesznek a daganatból. A tumor állapota információt nyújt a jövőbeli állapotaira is, ezeket az információkat pedig a hírvivő RNS-sel, az mRNS-sel kódolják. Az így keletkező neoantigén fehérjét az immunrendszer idegenként azonosítja, és elkezdi elpusztítani a daganatos sejteket, amelyek felszínén neoantigének találhatók.

A mesterséges intelligencia a terápia minden szakaszában bevonható: például beazonosítja a tumor antigénjét, segít összerakni a személyre szabott mRNS-t és utókövetni annak hatékonyságát. Ez a technológia csak egyes, kevesebbet mutálódó daganattípusoknál működőképes, ugyanis az mRNS-re csak korlátozott számú mutációt lehet kódolni.

Uğur Şahin egyedi esetekkel bemutatta a technológia alkalmazása során felmerülhető buktatókat. Felhívta a figyelmet arra, mennyire fontos a kezelés során mindenre alaposan odafigyelni: egy eset során például melldaganatos pácienstől vettek mintát, azonban csak az egyik mellében lévő daganatból. A másikban nem olyan típusú tumor volt, így arra nem hatott a terápia. Illetve előfordulhat az is, hogy a daganat elrejti az antigént bemutató „személyigazolvány molekulát”, amely alapján a szervezet felismerné, mi a sajátja, és mi ellen kell fellépnie.

Robin Shattock: Az önamplifikáló RNS lehetőségei és kihívásai (Opportunities and Challenges for Self-Amplifying RNA)

Robin Shattock a londoni Imperial College professzoraként nemzetközi partnerekkel együttműködő vakcinafejlesztési központot vezet. Több mint 30 éves tapasztalattal rendelkezik vakcinák és fertőzés elleni szerek fejlesztésében.

Az mRNS-alapú vakcinák kiemelkedő immunválaszokat váltottak ki a COVID-19 ellen, gyors és viszonylag egyszerű gyártási módszerek mellett. Robin Shattock szerint az önállóan amplifikálódó RNS (self-amplyfing RNA - saRNA) vakcinák még további előnyöket kínálnak majd.

Robin Shattock

Az önamplifikáló RNS-ek fő jellemzője, hogy képesek a sejtben saját magukat újra legyártani. Az mRNS technológia esetében lipid-nanorészecskéken juttatnak be mRNS-t, ami kifejti a hatását, átíródik róla a fehérje, majd lebontódik. Az saRNS esetében viszont a bejuttatott RNS több héten át jelen tud lenni a sejtben, és folyamatosan újra legyártja saját magát. A fehérjekódoló feladata egyébként ugyanaz, mint az mRNS-é.

Robin Shattock elmondta, hogy az RNS folyamatos sokszorozását egy alfa vírus genomból származó fehérje végzi, természetesen a vírus egy lebutított része, ami nem okoz már fertőzést. Ez jól kontrollálhatóvá teszi a rendszert, mert a kutatók pontosan ismerik ezt a genomot, emiatt tudják, hány hétig fog fennmaradni és sokszorozódni a sejtben az saRNS.

Szemben az önamplifikálódó RNS-sel, a szervezetbe bejuttatott mRNS pár nap alatt lebomlik. Ez az előny egyben hátrány is lehet: ha például ritka genetikai betegségeknél fehérjepótlásos terápiára fejlesztik, akkor hetente kellene beadni az mRNS-t ahhoz, hogy állandóan termelődjön a hiányzó fehérje. Az önamplifikálódó RNS elnyúlt hatása viszont a szükséges fehérjét állandóan tudja termelni, ezért a páciensnek jóval ritkábban kell alkalmaznia a terápiát. Robin Shattock szerint a lipid nanorészecskékbe csomagolt mRNS ugyanakkor kitűnő választás lehet a szezonális betegségek, pandémiák megfékezésében, mivel a hatóanyagot gyorsan, könnyen elő lehet állítani és könnyen kifejti a hatását.

Az önamplifikáló RNS-ekből jelenleg még nincs engedélyezett terápia. Ehhez ugyanis az RNS-t másképp kell módosítani, mint az mRNS esetében, ahol csak a Karikó-Weissman páros által felfedezett pszeudouridin módosítást végzik el. Az saRNS-nél az uridin mellett a 2'O-metil módosítása is szükséges, ami javítja a stabilitást, növeli az expressziót és csökkenti az RNS-sel szembeni gyulladásos választ. A legyártása azonban sokkal nehezebb, mint az mRNS gyártása. Robin Shattock előadásában elmondta, hogy az saRNS formulációja is eltér az mRNS-től, ezt a molekulát nem LNP-be, hanem inkább polimerekbe csomagolják. Arról is beszámolt, hogy emberi bőrmodellben vizsgálták az saRNS-re adott immunválaszt, azt kutatva, hogy pontosan melyik sejtek képesek ezt az RNS formulációt felvenni. A terápiát azonban ebben az esetben is izomba beadva tervezik.

Robin Shattock az állatkísérletekben azt tapasztalta, hogy az önamplifikáló RNS első beadása alig váltott ki hatást, viszont a második, boost oltás beadására az állatok már egy magasabb, az mRNS-vakcinához mérhető szintű immunválaszt mutattak.

Robin Shattock megemlítette azt is, hogy a Brexit miatt a járvány kezdetén nem tudták, hogy Nagy-Britanniában az Európai Unión keresztül fognak-e vakcinát beszerezni vagy saját vakcinát fognak gyártani. Egy ideig úgy tűnt, hogy az saRNS-fejlesztés lesz a britek saját vakcinája, de aztán megjelent a BioNTech-Pfizer oltás, odahaza pedig elzárták a pénzcsapot.

Persephone Borrow: Az ionizálható lipid nanorészecskék kiváltják az atípusos dendritikus sejtek aktiválódását, elősegítve a T follikuláris segítő sejtek indukcióját (Ionizable Lipid Nanoparticles Elicit Atypical Dendritic Cell Activation Promoting T Follicular Helper Cell Induction)

Persephone Borrow vírus immunológus professzor, az oxfordi NDM (Nuffield Department of Medicine) Immuno-onkológiai Központ igazgatóhelyettese, valamint az amerikai Duke egyetem Humán Vakcina Intézetének munkatársa. Jelenlegi kutatásai a HIV és más betegségek vakcináinak, terápiáinak teszteléséről szólnak: hogyan kerüli meg a HIV az immunrendszert, valamint a krónikus fertőzések milyen hatást gyakorolnak az immunfunkcióra.

Persephone Borrow (mikrofonnal)

Persephone Borrow előadásában olyan ionizálható nanorészecskékről volt szó, amelyeket a HIV-vírus elleni vakcinában szeretnének használni. Mint ismert, az mRNS-vakcina hatására neutralizáló antitestek keletkeznek a testben; ezek képesek az immunrendszert olyan immunválasz felé modulálni, ami felveszi a harcot a vírus ellen. Persephone Borrow párhuzamba állította az influenzavírus változatosságát, a HIV-vírus sokféleségével.

A HIV-vírus ellen tervezett vakcina célja az úgynevezett széles körben neutralizáló antitestek (broadly neutralizing antibodies, bNAbs) létrehozása. A bNAbs az antitesteknek egy olyan típusa, amely képes felismerni és blokkolni a HIV-vírus számos törzsének egészséges sejtekbe való bejutását. A kutatások szerint a bNAb-ok más immunsejteket, például CD8-pozitív T-sejteket is aktiválhatnak, hogy segítsenek elpusztítani a HIV-fertőzött sejteket. Persephone Borrow azt is elmondta, hogy az mRNS + ionizálható LNP kombinációjú vakcinák a CD4 és más regulátoros sejtek aktivációemelkedését is eredményezték, egyszerűbben szólva az adaptív immunitásnak olyan sejtjeit aktiválják, amelyek aztán felveszik a harcot a HIV-vírussal.

Az ionizálható lipid nanopartikulumok újdonsága az, hogy sokkal erőteljesebb immunválaszt képesek kialakítani, mint a nem ionizálható LNP. Utóbbihoz a vakcinákban úgynevezett adjuvánst, vagyis az immunválaszt erősítő szert kell adni. Persephone Borrow megállapította, hogy az adjuvánsok hozzáadásakor erős veleszületett immunválasz, például gyulladás alakul ki. Az ionizálható LNP esetén viszont sokkal kisebb mértékű volt ez a gyulladás. Az oltásnál az a lényeges, hogy minél nagyobb mennyiségű antitestet termeljen a szervezet, és minél nagyobb mennyiségű memóriasejt jöjjön létre - ha viszont az RNS-re reagál az immunrendszer, akkor mindez gátolva lesz.

Kiss Tamás: Az RNS-vezérelt RNS-módosítás, egy komplex molekuláris gépezet a sejtszintű RNS-ek helyspecifikus kovalens módosítására (RNA-Guided RNA Modification, a Complex Molecular Machine for Site-Specific Covalent Modification of Cellular RNAs)

Kiss Tamás a francia Nemzeti Egészségügyi és Orvosi Kutatóintézet (INSERM) kutatási igazgatója, az Európai Molekuláris Biológiai Szervezet tagja, a Magyar Tudományos Akadémia doktora. Úttörő felfedezéseket tett az RNS-biológia területén, többek között az intronok által kódolt kis nukleoláris RNS-ek (snoRNS) azonosításával és az RNS-módosításban betöltött szerepük feltárásával. Kutatásai elősegítették az RNS-funkciók megértését, például az mRNS-termelés kis nukleáris RNS (snRNS) általi szabályozását és az “árva” snoRNS-ek celluláris szerepét.

Az eukarióta (vagyis sejtmaggal rendelkező) sejtek RNS-ei széleskörű, helyspecifikus kovalens módosításokon mennek keresztül, ami fontos szerepet játszik a génexpresszió szabályozásában. Az ilyen módosítások főként stabil RNS-ekben (például rRNS, tRNS és snRNS) fordulnak elő, de mRNS-ekben is jelen vannak, és általában funkcionálisan fontos régiókban halmozódnak fel. Kiss Tamás felfedező kutatásait összefoglaló előadása az RNS-vezérelt módosítások molekuláris mechanizmusairól, evolúciós eredetéről, biológiai előnyeiről szólt.

Kiss Tamás

A sejtben a hírvivő RNS-en kívül számos nem kódoló funkciójú RNS is van. Közöttük olyanok is találhatók, amelyek a transzkripció, vagyis a genetikai kód lefordítása után is a sejtmagban maradnak, nem kerülnek ki a sejt citoplazmájába (ahogyan az mRNS). Ezek között vannak a kis nukleáris snRNS-ek, valamint a kis nukleoláris snoRNS-ek, amelyek a sejtmagvacskában csoportosulnak. Ez a hely nem egy anatómiailag jól körülhatárolható rész, hanem egy olyan terület, amelyen eltérő molekulák vannak, mint a sejtmagban. Kiss Tamás ezeknek a különleges RNS-eknek a vizsgálatával foglalkozik. Többek között ő írta le elsőként a snoRNS-ek funkcióját.

Kiss Tamás kutatása többek között olyan, a transzkripció után bekövetkező RNS-vezérelt módosításokról szól, mint a pszeudouridiláció és 2'-O-metilezés. A kutatás érdekessége, hogy a transzfer RNS-ek (tRNS-ek) és a riboszomális RNS-ek (rRNS-ek) természetes körülmények között is tartalmazzák azt a pszeudouridin (és 2'-O- metilációs) módosítást, amelyet Karikó Katalin és Drew Weissman mesterségesen módosított az mRNS-molekulán.

Prazsák István és Kiss Tamás

Mi a funkciója a snRNS és a snoRNS molekuláknak? Kiss Tamás ezt úgy írta le, hogy amikor az adott sejtekből eltüntettek bizonyos snoRNS-eket, akkor eltűnt a metiláció is; más esetekben az snoRNS-ek eltüntetésével a pszeudouridin módosítások tűntek el. Ebből következtetett arra, hogy a kis nukleoláris RNS-ek a riboszomális RNS-eket módosítják metilációval vagy pszeudouridilációval. Ezután még alaposabb vizsgálattal rájött, hogy a snoRNS-ek esszenciális, úgynevezett C/D boksz részeit eltüntetve mindkét módosításnak nyoma vész. Kiss Tamás szerint máig nem ismert, hogy valójában mire jók ezek a módosítások, amikor nem mesterségesen, hanem természetes úton mennek végbe.

Kiss Tamás előadásában egy jelenleg még csak kezdetén járó kutatásra is kitért; eszerint az 5 korábban leírt kis RNS felfedezése óta már számos újabbat is megtaláltak. A kis RNS-ek jelentősége többek között abban áll, hogy egy részük, aktivációjuk után a különböző szervekben tumort indukálhat, másoknak pedig ellenkezőleg, a tumor elnyomásában lehet szerepe. A konferencia egyik nagy figyelmet kiváltó témája volt Kiss Tamás aktuális kutatása, miszerint a rákos megbetegedések mintegy 10 százalékát okozó Epstein-Barr vírus képes arra, hogy saját snoRNS-e módosítsa a gazdasejt RNS-ét, és ezzel elősegítse a vírus sokszorozódását. A jelenségben az a különleges, hogy a vírus semmire nem használja a benne lévő snoRNS-t mindaddig, amíg a fertőzés be nem következik. A kutatásról Kiss Tamással rövidesen interjút közlünk.

Cikkünket folytatjuk.

Panek Sándor, Balog Helga
Köszönjük Adamecz Dóra, Csikós Máté, Papp Csaba, Szilovics Zóra, Tasi Zsolt és Veres Éva PhD-hallgatók (SZTE Biológiai Intézet) segítségét.

A borítóképen: Uğur Şahin, Karikó Katalin és Drew Weissman. Fotó: Kovács-Jerney Ádám, Sahin-Tóth István