1990-ականների սկզբին, երբ կենսաքիմիկոս Կատալին Կարիկոն աշխատում էր Փենսիլվանիայի համալսարանում, նա հավատում էր, որ ի-ՌՆԹ մոլեկուլները մի օր կարող են օգտագործվել թերապևտիկ նպատակով։

Նույն համալսարանում աշխատելու տարիներին նա ծանոթացավ իմունոլոգ Դրյու Վեյսմանի հետ։ Վեյսմանը հիշում է՝ տարիներ առաջ գիտական հոդվածներ կարդալու միակ տարբերակը դրանք ամսագրերից պատճենահանելն էր։ Կարիկոն ու Վեյսմանը պատճենահանման սարքի մոտ «պայքարում էին» իրենց հետաքրքրող հոդվածները տպելու համար ու հենց այդպես էլ ծանոթացան։ Նրանք զրուցում էին իրենց աշխատանքների շուրջ, համեմատում դրանք և ի վերջո որոշեցին համագործակցել։

Մոտ 30 տարի անց՝ կորոնավիրուսային համավարակի շրջանում, հենց այս երկու պրոֆեսորների հետազոտությունների շնորհիվ հնարավոր եղավ ստեղծել COVID-19-ի դեմ ի-ՌՆԹ պատվաստանյութեր։ Իսկ երկու օր առաջ Նոբելյան կոմիտեն հայտնեց, որ  Կարիկոն ու Վեյսմանը բժշկության կամ ֆիզիոլոգիայի բնագավառում Նոբելյան մրցանակի են արժանացել իրենց հետազոտությունների համար։

Մինչև ի-ՌՆԹ պատվաստանյութերը

Պատվաստանյութերը վիրուսների դեմ պայքարելու ամենաարդյունավետ միջոցն են։ Երբ վիրուսները թափանցում են մեր բջիջներ, մեր իմունային համակարգը փորձում է պաշտպանել մեզ վարակվելուց, բայց դա ոչ միշտ է ստացվում, և արդյունքում վիրուսներին հաջողվում է վարակել բջիջներն ու տարբեր հիվանդություններ առաջացնել։ Պատվաստանյութերի նպատակն է մեր իմունային համակարգին նախապես «սովորեցնել» պայքարել վիրուսների դեմ՝ արհեստականորեն առաջացնելով իմունային պատասխան։ 

Կան պատվաստանյութերի տարբեր տեսակներ․ որոշ պատվաստանյութեր պարունակում են ոչ ակտիվ կամ թուլացած վիրուս, որը մեր օգանիզմ ներարկելիս հիվադնություն չի առաջացնում, բայց խթանում է իմունային պատասխանի առաջացումը։ Որոշ պատվաստանյութեր էլ պարունակում են վիրուսի մի փոքր հատված, սովորաբար՝ այդ վիրուսի մակերեսին գտնվող սպիտակուցը։ Ե՛վ թուլացած կամ ոչ ակտիվ վիրուսը, և՛ այդ վիրուսի սպիտակուցը մեր օրգանիզմում առաջացնում են իմունային պատասխան։ Երբ իրական վիրուսը փորձում է վարակել մեր բջիջները, օրգանիզմը ճանաչում է այն, և արդեն վարժված իմունային համակարգը սկսում է գործել ու ավելի արդյունավետ պայքարել դրա դեմ։

Բայց այս տեխնոլոգիաներով պատվաստանյութեր արտադրելը շատ ռեսուրսներ է պահանջում և ժամանակատար է․ հենց դա է պատճառը, որ երկար ժամանակ փորձ էր արվում ստանալ ի-ՌՆԹ պատվաստանյութեր։

Ի-ՌՆԹ պատվաստանյութերը

Փորձենք հասկանալ, թե որն է ի-ՌՆԹ պատվաստանյութերի առանձնահատկությունը։ Մեր օրգանիզմում գենետիկական ինֆորմացիան պահպանվում է ԴՆԹ կոչվող մոլեկուլում։ Այդ ինֆորմացիան արտագրվում է ավելի պարզ մոկեկուլների՝ ի-ՌՆԹ-ների վրա։ Այնուհետև, կարդալով ի-ՌՆԹ-ի վրա արտագրված ինֆորմացիան, մեր օգանիզմն արտադրում է տարբեր տեսակի սպիտակուցներ, որոնք բազմաթիվ գործառույթներ ունեն, և որոնցով պայմանավորված են մեր հատկանիշները։ 

Ի-ՌՆԹ պատվաստանյութերի տարբերությունն այն է, որ դրանց միջոցով մարդկանց ներարկում են ոչ թե թուլացած կամ ոչ ակտիվ վիրուս կամ այդ վիրուսի մակերեսին գտնվող սպիտակուցը, այլ ի-ՌՆԹ մոլեկուլ, որը պարունակում է վիրուսի սպիտակուցի մասին ինֆորմացիա։ Երբ ի-ՌՆԹ պատվաստանյութը թափանցում է օրգանիզմ, դրանում պահպանվող գենետիկական ինֆորմացիայի հիման վրա արտադրվում են վիրուսի սպիտակուցները, և օրգանիզմում իմունային պատասխան է առաջանում։

1980-ականներին մշակվեցին մեթոդներ, որոնց միջոցով in vitro, այսինքն՝ կենդանի օրգանիզմից ու բջիջներից դուս ի-ՌՆԹ մոլեկուլներ էին արտադրվում։ Հենց այդ ժամանակ էլ գաղափարներ ծնվեցին, որ  ի-ՌՆԹ մոլեկուլները կարող են որպես պատվաստանյութ կիրառվել։ Բայց կային մի քանի խնդիրներ, որոնցից հիմնականը հետևյալն էր․ in vtiro արտադրված ի-ՌՆԹ մոլեկուլներն օրգանիզմում առաջացնում էին անցանկալի բորբոքային ռեակցիաներ։

Բայց դա չհիասփաթեցրեց ո՛չ Կատալին Կարիկոյին, ո՛չ էլ Դրյու Վեյսմանին․ նրանք ուսումնասիրում էին, թե ինչպես են տարբեր տեսակի ՌՆԹ-ները փոխազդում իմունային համակարգի հետ, և հենց այս ուսումնասիրություններն էլ հանգեցրին նրանց բեկումնային բացահայտմանը։

Բեկումնային բացահայտումը

Իրենց փորձերի ընթացքում պրոֆեսորները հասկացան, որ ի տարբերություն in vitro հավաքված ի-ՌՆԹ-ի՝ կաթնասունների բջիջներից անջատված ի-ՌՆԹ-ն մեր օրգանիզմում չի առաջացնում անցանկալի բորբոքային պրոցես։ Գիտնականները գիտեին, որ կաթնասունների բջիջներից անջատված ի-ՌՆԹ-ի որոշ  հատվածներ մոդիֆիկացիայի էին ենթարկված, այսինքն՝ դրանցում փոփոխություններ էին տեղի ունեցել, և այդ փոփոխությունները բացակայում էին in vitro հավաքված ի-ՌՆԹ-ում։ Նրանք ենթադրեցին, որ բորբոքային պրոցեսների պատճառը կարող էր լինել հենց այս փոփոխված հատվածների բացակայությունը։ 

Կարիկոն և Վեյսմանը

Այս հարցի պատասխանը ստանալու համար նրանք հավաքեցին տարբեր տեսակի ի-ՌՆԹ-ներ, որոնցից ամեն մեկում փոփոխված հատվածներ կային։ Կարիկոյի և Վեյսմանի ենթադրությունը ճիշտ էր․ նրանց իրականացրած փոփոխությունների հետևանքով բորբոքային պատասխանը գրեթե անհետացավ։ 

Պրոֆեսորներն իրենց հետազոտությունների առաջին արդյունքները հրապարակեցին 2005-ին։ Հետագա հետազոտությունների արդյունքներն էլ հրապարակվեցին 2008-ին և 2010-ին։ Կարիկոն և Վեյսմանը նաև ցույց տվեցին, որ փոփոխված հատվածներով ի-ՌՆԹ-ների դեպքում ավելի շատ վիրուսային սպիտակուցներ են արտադրվում, իսկ այս սպիտակուցների արտադրությունը, հիշեցնենք, ի-ՌՆԹ պատվաստանյութերի գլխավոր նպատակն է։

Դե իսկ արդեն կորոնավիրուսային համավարակի բռնկումից հետո Moderna-ն ու Pfizer-BioNTech-ը ստեղծեցին ի-ՌՆԹ պատվաստանյութեր, որոնց պաշտպանիչ ազդեցությունը վիրուսների դեմ մոտ 95% է։ Այժմ ի-ՌՆԹ պատվաստանյութեր են մշակվում գրիպի, ՄԻԱՎ-ի, մալարիայի և Զիկա վիրուսի դեմ: Ապագայում այս տեխնոլոգիան կարող է օգտագործվել նաև բուժիչ սպիտակուցներ օրգանիզմ մատակարարելու և քաղցկեղի որոշ տեսակների բուժման համար:

Օգտագործված աղբյուրներ

The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2023, nobelprize.org;

The Story Behind mRNA COVID Vaccines: Katalin Karikó and Drew Weissman, Penn Medicine;

Pioneers of mRNA COVID vaccines win medicine Nobel, nature.com.

Գլխավոր լուսանկարը՝ Փեգգի Փեթերսոնի (Penn Medicine)

Աննա Սահակյան