Il premio Nobel per la medicina è stato assegnato la settimana scorsa all’ungherese Katalin Karikó e allo statunitense Drew Weissman per aver scoperto come sia possibile utilizzare una “semplice” molecola di RNA messaggero come efficace vaccino contro la pandemia COVID-19, aprendo la strada in futuro allo sviluppo di vaccini innovativi non solo contro le malattie infettive ma anche contro i tumori.
La vaccinazione stimola la formazione di una risposta immunitaria verso un particolare agente infettivo. La vaccinazione conferisce alla persona vaccinata la protezione dalla malattia infettiva nel caso di esposizione successiva all’agente patogeno. Da tempo sono disponibili vaccini basati su virus uccisi o attenuati, 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 singole 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 quelli contro il papillomavirus umano.
Utilizzando le tecnologie “classiche” per lo sviluppo di un vaccino occorrevano numerosi anni. L’idea geniale di Katalin Karikó, sviluppata insieme a Drew Weissman, è stata quella di impiegare l’RNA messaggero per sviluppare in maniera assai rapida ed efficace un vaccino contro il virus SARS-CoV-2 agente causale della malattia COVID-19: così facendo è stato possibile ottenere in soli undici mesi un vaccino contro la proteina Spike del virus SARS-CoV-2 salvando decine di milioni di donne, uomini e bambini in tutto il pianeta!
L’RNA messaggero è forse il più fragile materiale biologico esistente sulla terra e solo grazie alle eccellenti competenze della biochimica Katalin Karikó e dell’immunologo Drew Weissman è stato possibile arrivare ad ottenere delle molecole di RNA messaggero da poter utilizzare come vaccino anti-SARS-CoV-2 e salvare l’umanità dalla pandemia.
Katalin Karikò si è formata in Ungheria dove ha svolto le sue prime ricerche, conseguendo il Dottorato di Ricerca presso l’Università di Szeged. Karikò emigrò negli Stati Uniti nel 1985, dove ha lavorato dapprima alla Temple University di Filadelfia e a Bethesda e poi alla Pennsylvania University dove è rimasta fina al 2013. Dal 2013 al 2021 senior vice President alla BioNTech RNA Pharmaceuticals, quindi dal 2021 Professoressa alla Università di Szeged e alla Pensylvania University. Il suo principale interesse è stato sempre l’impiego dell’RNA messaggero come agente terapeutico. Il limite maggiore alle applicazioni terapeutiche dell’RNA messaggero era rappresentato dalla capacità dell’RNA esogeno di provocare una indesiderata risposta infiammatoria una volta iniettato nell’organismo. Nel 1997 Karikò cominciò la collaborazione con il collega Drew Weissman, professore di immunologia all’Università della Pennsylvania. Weissman si era formato alla Boston University e successivamente all’NIH, sotto la guida di Anthony Fauci. Giunto alla Pennsylvania University le sue ricerche sono state volte allo studio dei rapporti tra RNA e sistema immunitario. Come commenta Drew Weissman “nei 20 anni in cui insieme a Katalin Karikò abbiamo condotto le nostre ricerche sull’RNA come agente terapeutico siamo stati proprio noi due con le nostre mani a lavorare insieme sotto cappa in laboratorio. I nostri studi sono stati resi possibili grazie al continuo e incessante dialogo tra di noi. Inoltre entrambi soffriamo di insonnia, quindi di solito intorno alle 3-5 del mattino ci siamo scambiati quotidianamente nuove idee commentando via via i nuovi risultati che ottenevamo. È stato sempre molto stimolante parlare di scienza insieme. Proprio grazie al proficuo dialogo è stato possibile per Karikò e Weissman vincere lo scetticismo della comunità scientifica internazionale che circondava i loro studi nonchè le difficoltà di finanziamento, e giungere al fondamentale lavoro pubblicato nel 2005 sulla prestigiosa rivista scientifica Immunity, in cui poterono dimostrare che particolari modificazioni chimiche dei nucleosidi, i mattoni costituenti l’RNA, fossero in grado di evitare l’attivazione abnorme delle risposte innate.
Cruciale in questa scoperta era stata l’osservazione che una classe di RNA, gli RNA transfer, fondamentali per la sintesi delle proteine, non inducevano una risposta dannosa per l’organismo. Karikò e Weissman scoprirono che questo era dovuto alla presenza di una base modificata, la pseudouridina. Introducendo la stessa modificazione in RNA messaggeri sintetici, dimostrarono che questi potevano essere introdotti nelle cellule, dirigendo la sintesi della proteina desiderata, senza attivare risposte pericolose per l’organismo: proprio questi risultati hanno dischiuso le porte all’utilizzo degli RNA messaggeri (mRNA) come vaccini anti-COVID-19.
Grazie allo studio dell’RNA e allo sviluppo dei vaccini a RNA messaggero Karikò è passata, come afferma lei stessa, da madre della campionessa olimpica ungherese di canottaggio ad essere la scienziata ungherese premio Nobel 2023 per la Medicina e Fisiologia che insieme a Weissman ha salvato il mondo dalla pandemia.
L’impressionante flessibilità e velocità con cui i vaccini a RNA messaggero possono essere sviluppati aprono ora la strada all’utilizzo della nuova tecnologia per vaccini e terapie personalizzate a RNA contro il cancro e le malattie cardiovascolari.
Prof. Mario Milco D’ELIOS, MD, PhD
Ordinario di Patologia Generale & Immunologia
Università degli Studi di Siena
Dipartimento di Medicina Molecolare e dello Sviluppo