Il Premio Nobel per la Medicina 2023 è stato assegnato a Katalin Karikó e Drew Weissman per le scoperte che hanno permesso lo sviluppo dei vaccini anti-Covid che, scrive l'Assemblea del Nobel al Karolinska Institutet, «hanno salvato milioni di vite e prevenuto malattie gravi, consentendo alle società di aprirsi e tornare a condizioni normali» di esistenza. «Attraverso le loro scoperte fondamentali sull'importanza delle modifiche di base nell'mRna, i premi Nobel di quest'anno hanno contribuito in modo cruciale a questo sviluppo trasformativo durante una delle più grandi crisi sanitarie del nostro tempo».
È per questo che si è scelto di assegnare il premio «congiuntamente» a quelli che possono essere considerati i "genitori" dei vaccini a mRna, Katalin Karikó e Drew Weissman, con questa motivazione ufficiale: «Per le loro scoperte riguardanti le modifiche delle basi nucleosidiche che hanno consentito lo sviluppo di efficaci vaccini a mRna contro Covid». Scoperte, evidenziano gli esperti dell'assemblea del Nobel nella nota ufficiale, che «sono state fondamentali per lo sviluppo dei vaccini a mRna durante la pandemia scoppiata all'inizio del 2020».
I vaccini prima della pandemia
La vaccinazione stimola la formazione di una risposta immunitaria verso un particolare agente patogeno. Ciò dà al corpo un vantaggio nella lotta contro le malattie in caso di esposizione successiva. Da tempo sono disponibili vaccini basati su virus uccisi o indeboliti, come nel caso dei vaccini contro la poliomielite, il morbillo e la febbre gialla. Nel 1951, Max Theiler ricevette il Premio Nobel per la Fisiologia e la Medicina per aver sviluppato il vaccino contro la febbre gialla.
Grazie ai progressi della biologia molecolare negli ultimi decenni, sono stati sviluppati vaccini basati su singoli componenti virali, piuttosto che su virus interi. Parti del codice genetico virale, che solitamente codificano per le proteine presenti sulla superficie del virus, vengono utilizzate per produrre proteine che stimolano la formazione di anticorpi che bloccano il virus. Ne sono un esempio i vaccini contro il virus dell’epatite B e il papillomavirus umano. In alternativa, parti del codice genetico virale possono essere spostate in un virus portatore innocuo, un “vettore”. Questo metodo viene utilizzato nei vaccini contro l'Ebola. Quando vengono iniettati i vaccini vettori, la proteina virale selezionata viene prodotta nelle nostre cellule, stimolando una risposta immunitaria contro il virus bersaglio.
La produzione di vaccini a base di virus, proteine e vettori interi richiede colture cellulari su larga scala. Questo processo ad alta intensità di risorse limita le possibilità di una rapida produzione di vaccini in risposta a epidemie e pandemie. Pertanto, i ricercatori tentano da tempo di sviluppare tecnologie vaccinali indipendenti dalla coltura cellulare, ma ciò si è rivelato impegnativo.
La svolta
Karikó e Weissman 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. Karikó e Weissman si sono resi conto che alcune proprietà critiche devono distinguere i diversi tipi di mRNA.
Drew Weissmann, chi è lo scienziato vincitore del premio Nobel per la Medicina
L'RNA contiene quattro 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 vitro l’RNA trascritto potrebbe spiegare la reazione infiammatoria indesiderata. Per indagare su questo, 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 capirono immediatamente che la loro scoperta aveva un profondo significato per l'uso dell'mRNA come terapia. Questi risultati fondamentali sono stati pubblicati nel 2005, quindici anni prima della pandemia di COVID-19.