Premio Nobel la fisiologia e la medicina a Katalin Karikó e Drew Weissman
Le loro scoperte fondamentali per lo sviluppo di vaccini a mRNA efficaci contro il Covid-19
[2 Ottobre 2023]
L’Assemblea del Premio Nobel al Karolinska Institutet ha ha deciso oggi di assegnare congiuntamente il Premio Nobel 2023 per la fisiologia e la medicina a Katalin Karikó e Drew Weissman.
L’ungherese Katalin Karikó (1955) è vicepresidente senior a BioNTech RNA Pharmaceuticals e insegna all’università di Szeged e alla Perelman School of Medicine dell’Università della Pennsylvania. Lo statunitense Drew Weissman (1959) ha fondato il suo team di ricerca alls Perelman School of Medicine dell’università della Pennsylvania ed è Roberts Family Professor in Vaccine Research e direttore del Penn Institute for RNA Innovations. I due scienziati sono stati premiati poe «Le loro scoperte riguardanti le modifiche delle basi nucleosidiche che hanno consentito lo sviluppo di efficaci vaccini a mRNA contro il Covid-19.
Infatti, nella nota che accompagna il conferimento del premiosi legge che «Le scoperte dei due premi Nobel sono state fondamentali per lo sviluppo di vaccini a mRNA efficaci contro il Covid-19 durante la pandemia iniziata all’inizio del 2020. Attraverso le loro scoperte rivoluzionarie, che hanno cambiato radicalmente la nostra comprensione di come l’mRNA interagisce con il nostro sistema immunitario, i vincitori hanno contribuito al ritmo senza precedenti di sviluppo di vaccini durante una delle più grandi minacce alla salute umana dei tempi moderni».
Nonostante le difficoltà incontrate da altri scienziati e tra i finanziatori, la Karikó, si è dedicata allo sviluppo di metodi per utilizzare l’mRNA a scopo terapeutico. All’inizio degli anni ’90. All’università della Pennsylvania portò avanti il su progetto di realizzare l’mRNA come elemento terapeuticoe questo la portò a collaborare con Weissman, il cui interesse era rivolto alle cellule dendritiche, che svolgono importanti funzioni nella sorveglianza immunitaria e nell’attivazione delle risposte immunitarie indotte dai vaccini.
I due scienziati si sono concentrati su come i diversi tipi di RNA interagiscono con il sistema immunitario e hanno notato che «Le cellule dendritiche riconoscono l’mRNA trascritto in vitro come una sostanza estranea, il che porta alla loro attivazione e al rilascio di molecole di segnalazione infiammatoria». Si chiedevano perché l’mRNA trascritto in vitro fosse riconosciuto come estraneo mentre l’mRNA proveniente da cellule di mammifero non dava luogo alla stessa reazione. Poi si sono resi conto che alcune proprietà critiche devono distinguere i diversi tipi di mRNA.
L’Assemblea del Premio Nobel ricorda che «L’RNA contiene 4 basi, abbreviate A, U, G e C, corrispondenti ad A, T, G e C nel DNA, le lettere del codice genetico. Karikó e Weissman sapevano che le basi nell’RNA delle cellule di mammifero sono spesso modificate chimicamente, mentre l’mRNA trascritto in vitro non lo è. Si sono chiesti se l’assenza di basi alterate in vitroL’RNA trascritto potrebbe spiegare la reazione infiammatoria indesiderata».
Per studiare queste cose, hanno prodotto diverse varianti di mRNA, ciascuna con alterazioni chimiche uniche nelle loro basi, che hanno consegnato alle cellule dendritiche. I risultati sono stati sorprendenti: «La risposta infiammatoria è stata quasi abolita quando le modifiche delle basi sono state incluse nell’mRNA. Si è trattato di un cambiamento paradigmatico nella nostra comprensione di come le cellule riconoscono e rispondono a diverse forme di mRNA». Karikó e Weissman hanno immediatamente capito che la loro scoperta aveva un profondo significato per l’uso dell’mRNA come terapia. Questi risultati fondamentali sono stati pubblicati nel 2005, ben 15 anni prima della pandemia di Covid-19. In ulteriori studi pubblicati nel 2008 e nel 2010, Karikó e Weissman hanno dimostrato che «La consegna di mRNA generato con modifiche di base ha aumentato notevolmente la produzione di proteine rispetto all’mRNA non modificato» e che l’effetto è dovuto alla ridotta attivazione di un enzima che regola la produzione delle proteine. Grazie alla scoperta che le modifiche di base riducono le risposte infiammatorie e aumentano la produzione di proteine, Karikó e Weissman hanno eliminato gli ostacoli ulla strada verso le applicazioni cliniche dell’mRNA.
L’interesse per la tecnologia dell’mRNA iniziò a crescere e nel 2010 diverse imprese stavano lavorando allo sviluppo del metodo con vaccini contro il virus Zika e la MERS-CoV, strettamente correlata alla SARS-CoV-2. Dopo lo scoppio della pandemia di Covid-19, due vaccini a base di mRNA modificati che codificano per la proteina di superficie SARS-CoV-2 sono stati sviluppati a velocità record. Sono stati segnalati effetti protettivi di circa il 95% ed entrambi i vaccini sono stati approvati già a dicembre 2020.
Nella motivazione del Premio Nobel viene sottolineato che «L’impressionante flessibilità e velocità con cui i vaccini mRNA possono essere sviluppati aprono la strada all’utilizzo della nuova piattaforma anche per vaccini contro altre malattie infettive. In futuro, la tecnologia potrebbe essere utilizzata anche per fornire proteine terapeutiche e trattare alcuni tipi di cancro. Sono stati rapidamente introdotti anche diversi altri vaccini contro la SARS-CoV-2, basati su metodologie diverse, e insieme sono state somministrate più di 13 miliardi di dosi di vaccino Covid-19 a livello globale. I vaccini hanno salvato milioni di vite e prevenuto malattie gravi in molte altre, consentendo alle società di aprirsi e tornare a condizioni normali. Attraverso le loro scoperte fondamentali sull’importanza delle modifiche di base nell’mRNA, i premi Nobel di quest’anno hanno contribuito in modo essenziale a questo sviluppo trasformativo durante una delle più grandi crisi sanitarie del nostro tempo».