فوز علماء لقاح كورونا بجائزة بثلاث ملايين دولار

"لكل صناعة في الوجود أصل, وأصل صناعة لقاحات كوفيد هي الاحماض النووية"

فقد فاز كلا من العالمين كاتالين كاريكو (على اليسار) والدكتور درو وايزمان (على اليمين) على جائزة Breakthrough Prizes في علوم الحياة لأبحاثهما علي mRNA الذي مكّن من تطوير لقاح ضد كوفيد.

تُمنح جائزة Breakthrough Prizes كل عام للباحثين الرائدين في مجالات الفيزياء الأساسية وعلوم الحياة والرياضيات.

تأتي كل جائزة مع جائزة قدرها 3 ملايين دولار. وفي هذا العام ، ستُمنح جائزة من ضمن ثلاث جوائز في فئة علوم الحياة إلى Katalin Karikó والدكتور Drew Weissman ، اللذين أدى عملهما خلال العقود القليلة الماضية إلى تطوير التكنولوجيا اللازمة لإيصال mRNA إلى الخلايا ، مما مهد لتصنيع اللقاحات التي تنتجها شركة Pfizer-BioNTech و Moderna.

في البداية ، اكتشف كل من Karikó و Weissman كيفية إسكات الإشارات من الجهاز المناعي لفترة كافية حتى ينزلق الحمض النووي إلى الخلايا ، ويرسل الأوامر إلى الخلايا لصنع البروتينات ، ليتم تفكيكه دون ضرر بمجرد تسليم هذه التعليمات. وقد مكنت هذه العملية من انتاج لقاحات تم إعطاؤها لأكثر من 360 مليون شخص في الولايات المتحدة وحدها ، وملايين آخرين في بلدان حول العالم والتي أثبتت فعاليتها ضد الفيروس. كما يمكن أن تمهد التكنولوجيا الطريق للعلاجات الجينية حيث تحمل وعدًا كبيرًا بتطوير لقاحات وعلاجات مستقبلية لمجموعة واسعة من الأمراض بما في ذلك فيروس نقص المناعة البشرية والسرطان وأمراض المناعة الذاتية والأمراض الوراثية.

فعلى سبيل المثال ، قبل جائحة كورونا ، أطلقت مجموعة د. وايزمان تجارب سريرية للقاحات mRNA للوقاية من الهربس التناسلي والإنفلونزا وفيروس نقص المناعة البشرية. وفي عام 2020 ، بدأت المجموعة العمل على لقاح شامل لفيروس كورونا قادر على التغلب على أي عائلة فيروس كورونا. كما انهم يعملون على العلاج الجيني القائم على الحمض النووي الريبوزي لفقر الدم المنجلي ، والذي يستهدف الخلايا الجذعية لنخاع العظام. وفي الوقت نفسه ، يعمل كاريكو ، الأستاذ المساعد في جراحة الأعصاب في كلية بيرلمان للطب ونائب الرئيس الأول في شركة BioNTech ، مع شركة التكنولوجيا الحيوية الألمانية لتطوير علاجات mRNA لمكافحة السرطان وأمراض المناعة الذاتية مثل التصلب المتعدد.

لفهم سبب اساس نظرية القاعه بالاحماض الريبوسويمية ، من المهم معرفة كيف تساعد جزيئات الحمض النووي الريبوسي في توجيه النشاط في خلايانا. في كل كائن حي ، يعمل DNA و RNA معًا لصنع البروتينات. تحتوي الجينات الموجودة في الحمض النووي على تعليمات لبناء البروتينات ، لكن الحمض النووي يظل مغلقًا في النواة ، بعيدًا عن مواقع بناء البروتين في الخلية ، الريبوسومات. للحصول على المعلومات في جيناتنا من النقطة A إلى النقطة B ، تبني الخلية جزيئًا يسمى messenger RNA (mRNA) ، والذي ينقلب وينسخ الأجزاء ذات الصلة من الشفرة الجينية وينتقل إلى الريبوسوم. من هناك ، تعمل الريبوسومات مع الجزيء الثاني ، "نقل الحمض النووي الريبي" (الحمض الريبي النووي النقال) ، لتحويل هذا الكود الجيني إلى بروتين جديد لامع.

تعمل اللقاحات والعلاجات القائمة على الحمض النووي الريبوزي المخلق بشكل مشابه جدًا للحمض النووي الريبوزي الطبيعي بحيث يمكن توصيل الحمض النووي الريبوزي المركب إلى خلايا معينة في الجسم لبناء البروتينات. عندما بدأ كل من Karikó و Weissman العمل معًا لأول مرة في تسعينيات القرن الماضي ، جربوا طرقًا لإيصال الحمض النووي الريبي إلى الخلايا الشجيرية - وهي خلايا مناعية ترفع الأعلام الحمراء عندما تكتشف غزاة أجانب ، مثل الفيروسات. تستهدف اللقاحات هذه الخلايا من أجل إطلاق استجابة مناعية وتدريب الجسم على التعرف على مسببات الأمراض المحددة.

ولكن في هذا العمل المبكر ، وجدا أن الحمض النووي الريبي ينشط بشكل كبير جهاز المناعة ، شكا منها أن الحمض النوي هذا فيروس حقيقي، وعليه فإن أجسامنا تحارب هذه الاحماض باستمرار. والتغلب علي هذه المشكلة الكبيرة قامت مجموعة الريبوزي وايزمان في تجاربهم ، من الحصول على الخلايا الشجيرية لبناء البروتينات التي يريدونها ، لكن الحمض النووي المخلق الخاص بهم تسبب أيضًا في حدوث التهاب شديد في الخلايا. وهنا بدا التعاون بين وايزمان وكاتي كاريكو خلال السنوات السبع الأولى ، في معرفة ما الذي جعل الحمض النووي يحفز ويثير المناعة، ثم إيجاد طريقة لتفادي ذلك.

في النهاية ، اكتشفوا أن بإمكانهم منع الالتهاب عن طريق استبدال إحدى وحدات بناء mRNA - uridine - بواحدة مشابهة جدًا ، تسمى pseudouridine. وتم نشر هذا الاكتشاف المهم في عام 2005 في مجلة Immunity ، والذي كان بمثابة حجر الأساس لتطوير لقاح mRNA الذي نعرفه الآن ويستخدم ضد كورونا.

وقال وايزمان إنه بعد حل مشكلة الالتهاب هذه، لا يزال الفريق يتغلب علي المزيد من العقبات. فعلى سبيل المثال ، تم ابتكار طريقة أفضل لإدخال الحمض النوي المرسال أصلا إلى الخلايا. وبعد محاولات مضنية وجدوا في النهاية أن الجسيمات النانوية الدهنية ، وهي فقاعات صغيرة من الدهون ، قامت بأفضل وظيفة في حماية الحمض النووي من الإنزيمات التي قد تحلله أثناء نقله إلى الخلايا.

وكان كل هذا العمل هو الأساس لظهور لقاحات من إنتاج شركة Pfizer و Moderna ، والتي تحفز الخلايا على بناء بروتين Sike المميز لفيروس كورونا والمسئول عن دخوله الخلية. ويمكن تحديث هذه اللقاحات بسهولة لاستهداف الطفرات الجديدة لفيروس كورونا ، وذلك بفضل قابلية التعامل في تطوير تكنولوجيا استخدام الحمض النووي لإنتاج البروتينات المطلوب وقف نشاطها في الفيروس.

ويتعاون وايزمان حاليًا مع 150 مختبرًا مختلفًا حول العالم ، لتطوير لقاحات وعلاجات مختلفة من الرنا المرسال ، وبالتالي فإن الاهتمام بها يتزايد يومًا بعد يوم.

ا.د. محمد لبيب سالم

أستاذ علم المناعة

كلية العلوم جامعة طنطا - مصر