TUDOMÁNY
A Rovatból

Az oltásellenesek legfőbb érvének cáfolata: évtizedes kutatások vezettek az mRNS vakcinákhoz

A koronavírus elleni védőoltás csak látszólag készült el gyorsan. A New York Times összeszedte, mennyi tudós dolgozott évtizedeken át azokon az építőkockákon, amelyekből végül összeállt a megoldás.


Azok, akik a mai napig nem hajlandóak beoltatni magukat, a legtöbbször azt hangsúlyozzák, hogy gyanúsan gyorsan lett kész a koronavírus elleni vakcina, ami számukra azt jeleneti, hogy nem lehet megbízható.

Bár a Pfizer-BioNTech és a Moderna valóban a járvány kirobbanása után alig egy évvel piacra dobhatta az oltását, az ide vezető út egyáltalán nem volt rövid, és nem is akkor kezdődött, amikor a világ tudósai tudomást szereztek a Covid-19-ről. Az elmúlt évtizedekben a világ különböző pontjain végzett, egymástól független kutatási előzmények kellettek a sikerhez. Bár azt senki sem tudhatta, hogy a saját kutatása egyszer pont a koronavírus-járvány leküzdésében segít majd, a tudósoknak nem a nulláról kellett elindulniuk az ellenszer keresésekor.

A New York Times egy rendkívül részletes cikkben szedte össze, hogy milyen kísérletek és mennyi véletlen segített a megoldáshoz.

A történetből kiderül, hogy sokáig jelentéktelennek tűnő kutatásokról derült ki utólag, hogy nagyon is fontosak, olyan tudósok munkái kamatoztak, akik azelőtt évekig hiába könyörögtek pénzért, és akik gyakran félbe is hagyták kísérleteiket. De a szálak végül is találkoztak.

Az első lépés az volt, amikor 1960 áprilisában egy cambridge-i kutatócsoport, köztük két leendő Nobel-dijas, Francis Crick és Sidney Brenner, felfedezték a hírvívő RNS-t (mRNS) génmolekulát, amely segít a sejteknek proteint termelni.

A felfedezés után azonban sokáig semmi sem történ, mert a molekulát nehéz volt izolálni, ha megpróbálták, szétesett. 40 évvel később, 1998-ban a pennsylvaniai egyetem egyik fénymásolója előtt futott össze két tudós: Drew Weissmann, aki korábban a HIV-programban dolgozott és Karikó Katalin, aki Szegedről került Amerikába.

Karikót szenvedélyesen érdekelte az mRNS. Biztos volt benne, hogy áttörést hozhat az orvostudományban. A hagyományos oltások módosult vírusokat, vagy azok elemeit vitték be a testbe, hogy az immunrendszert a támadók ellen edzzék. Az mRNS-vakcina azonban olyan kódolt istrukciókat szállít, amelyek lehetővé teszik az emberi sejtek saját vírusproteineket termeljenek ki. Weissman és Karikó Katalin úgy gondolták, hogy így jobban utánozhatnák a valóságos fertőzést, és határozottabb immunválaszt válthatnának ki. Az mRNS törékenysége miatt azonban kevesen hittek abban, hogy valóban alkalmas lehet vakcina előállítására.

A két kutató mRNS-molekulákat adott hozzá petri-csészékben tenyésztett emberi sejtekhez, és mint az várható volt, az mNRS utasítására a sejtek különleges proteineket termeltek. De amikor az mRNS-t egerekbe fecskendezték, az állatok megbetegedtek.

Hét éven át tanulmányozták az mRNS működését, és számos kísérletük kudarcot vallott. Az állatok immunrendszere ugyanis az mRNS-t támadó kórokozónak érzékelte, ezért elpusztította, és az állatok ebbe belebetegedtek. Aztán rájöttek, hogy a sejtek egy különleges kémiai módosulással védik a saját mRNS-üket. Így az mRNS kisebb módosításával próbálkoztak, mielőtt azt beinjekciózták volt a sejtekbe. Ez működött: az mRNS-t immunválasz nélkül fogadták be a sejtek.

Karikó Katalin és Drew Weissman 2005-ben írtak eredményeikről tanulmányt, de az olyan tekintélyes szaklapok, mint a Nature vagy a Science, kategorikusan elutasították, csak a kevésbé ismert Immunity-ben jelenhetett meg.

A negatív visszhangok ellenére mindketten hittek abban, hogy felfedezésük egyszer megváltoztatja a világot.

Immár tudták, hogyan védjék meg a sejtbe került mRNS-t, de ahhoz, hogy oltásként vagy gyógyszerként működjön, e törékeny molekuláknak valami védőpajzsra volt szükségük a véráramlatban, hogy megakadályozzák lebomlásukat, miközben a sejtek felé tartanak.

És itt kapcsolódott be a második szál. Egy vancouveri biokémikus csapat évek óta azon dolgozott, hogy miként lehet a génmolekulákat biztonságosan az emberi sejtekhez szállítani.

Vezetőjük, Pieter Cullis fő kutatási területe a lipidek, a sejthártyák alapját képező zsírsav-tartalmú szerves anyagok voltak. Ezek borítják be a test valamennyi sejtjét. Cullis doktor azzal kísérletezett, hogy olyan lipidhártyákat tervez, amelyek a génanyagot „becsomagolva” viszik a sejtekbe. Nehéz dolga volt: egyrészt a kísérleti zsírgömbök mérete a sejtek 1% volt, másrészt pedig az emberi sejteknek olyan kifinomult védelmi rendszere van, hogy a tápálékon kívül semmit sem engednek be. Ráadásul egyes lipidfajták igen mérgezőek voltak és olyan elektromos töltéssel rendelkeztek, amelyek széttéphették volna a sejthártyákat. A nagy áttörést az hozta meg, hogy a zsírgolyók pozitív töltetét DNS-módosításnak vetették alá, az így a mérgező hatással együtt eltűnt, amikor bekerült a véráramlatba.

Mivel nem volt elég érdeklődés az eljárás iránt, Cullis eladta a lipid-technológia licenszét egy Protiva nevű cégnek, amely Ian MacLachlan biokémikus vezetésével 2004-ben oly módon burkolta be zsírrétegbe a génanyagot, hogy a gyógyszercégek növelhessék termelésüket, és megváltoztatta a lipidanyagot, hogy kevesebb vesszen el az értékes anyagból. Miután Karikó Katalin úgy látta, hogy ezek döntő fontosságúak lehetnek az mRNS-alapú gyógyszerekhez, megpróbálta meggyőzni MacLachlant, hogy dolgozzanak együtt. Ez azonban üzleti, illetve a szellemi tulajdon körüli jogi nézeteltérések miatt meghiúsult.

A harmadik kulcsmomentum 1996-ban kezdődött, amikor a Clinton-kormányzat ugyancsak több milliárd dollárt áldozott a 15 év alatt világszerte 6 millió halálos áldozatot követelő AIDS-et okozó HIV-vírus elleni oltás előállítására.

Bill Clinton az Ovális Irodában kérdőre vonta Dr. Anthony Faucit, aki már akkor is az amerikai elnök egészségügyi főtanácsadója volt, hogy másfél évtized alatt miért nem sikerült egy vakcinát összehozniuk. Fauci azt felelte, hogy hiányzik a tudósok közti koordináció. Öt hónappal később Clinton bejelentette egy vakcinakutató központ létrehozását, amely végül 2000-ben nyílt meg Bethesdában.

A kutatók itt megpróbálták a sejteket támadó HIV-vírusok tüskéit célbavenni, és beazonosítani az antitestekre legérzékenyebb pontjait. Bár a HIV-oltás nem sikerült, többek között azért, mert a vírus tüskéje más alakot ölt támadás előtt és alatt, de a program néhány résztvevője, köztük dr.Graham, aki éppen az AIDS-betegekkel való találkozásai nyomán szakosodott a virológiára, rájött néhány titokra, amelyek alapján fel lehetett térképezni a koronavírusok tüskéit.

2008-ban csatlakozott egy Jason McLellan nevű fiatal orvos Grahamhez, aki akkor már az elsősorban kisgyermekekre életveszélyes emberi légúti óriássejtes vírust (RSV) tanulmányozta, és együtt megtalálták azt a proteint, amely a jelenleg klinikai tesztelés alatt álló oltások alapja lett. Amikor McLellan 2013-ban saját laboratóriumának megnyitására készült Dartmouth-ban, Graham azt tanácsolta neki, hogy a koronavírusokat állítsa a kutatások középpontjába. Korábban ezeknek nem sok figyelmet szenteltek sem a kutatók, sem a befektetők, mivel azonban terjedőben volt a MERS, 11 évvel korábban pedig Dél-Kínában felbukkant a szintén gyilkos SARS, ezúttal másképp történt.

A MERS, mint minden koronavírus, emlékeztetett a HIV alakváltoztató proteinjeinek felszínen lévő tüskéire. Ellenállt minden oltáskísérletnek, rendkívül nehéz volt reprodukálni és laboratóriumban izolálni. Ráadásul nagyon nehéz volt mintát szerezni a közel-keleti fertőzöttektől, miután éveken át a nyugati tudósok helyi kollégáik kizárásával kutattak a szegény országokban, kormányaik védeni kezdték saját mintáikat. Ekkor tért vissza Mekkából Graham munkatársa, aki a jóval ártalmatlanabb HKU1-nek elnevezett koronavírustól fertőződött meg, ennek tanulmányozásából azonban fontos következtetéseket vonhattak le a veszélyesebb fajtákról is.

A csapat 2016-ban a Nature-ben publikálta a HKU1 tüskéjéről készült fotókat. Ekkor tették első ízben láthatóvá egy emberi koronavírus proteintüskéjét kezdeti formájában, mielőtt behatol a sejtekbe.

A feladat ezután az volt, hogy olyan stabil, alakját nem változtató tüskét hozzanak létre laboratóriumban, amely alkalmas oltás kifejlesztésére. Ebben fontos szerep jutott a Dartmouth-ba érkezett kínai posztdoktori ösztöndíjasnak, Nianshuang Wangnak, aki úgy vélte, hogy a SARS és MERS egy súlyosabb koronavírus-járvány előjátékai voltak. Ők kapta azt a feladatot, hogy nyugalmi állapotba hozza a MERS tüskeproteinjeit. Két sikertelen kísérlet után a harmadik megközelítés lett eredményes, de mivel 2017-ben a MERS-nek már régen vége volt, Wang tanulmányát elutasították a legtekintélyesebb szaklapok, az eljárás is csak a szabadalmi kérelemig jutott el.

Három évvel később azonban McLellan új, egy gyógyszercégnek dolgozó austini laboratóriumában elővehette felfedezését a koronavírus-vakcina előállításához.

McLellant dr. Graham riasztotta 2019. december 31-én a Vuhanból érkezett hírekkel. Azonnal munkához láttak, néhány nap alatt elkészült a covid-19 vírus tüskéinek génszekvenciája és február 15-én már közzétették a struktúrájukról és a rögzítési technikáról szóló tanulmányukat.

Ez utóbbi döntő jelentőségű volt a BioNTech és a Moderna mRNS-vakcináinak előállításához.

Miután tudósaik megkapták a tüske génszekvenciáját, szintetizálták az mRNS-molekulákat azzal az eljárással, amelyet Karikó Katalin és Drew Weissmann 15 évvel korábban kikísérletezett.

A molekulákat bevonták védő zsírréteggel, ahogy azt a vancouveri kutatók megálmodták és a tiszta folyadékot kis üvegfiolákba öntötték. Hamarosan megkezdődhettek az embereken való tesztelések.

Novemberben tették közzé az első eredményeket a Pfizer-BioNTech vakcina tesztjéről, amely 95%-os hatékonyságot mutatott.

Itt értek a csúcsra évtizedek alapvető felfedezései, amelyeket sokáig érdektelennek találtak. A fáradhatatlanul dolgozó kutatók, miközben hatalmas lépéseket tettek előre a maguk területén, nem tudhatták biztosan, hogy megéri-e a sok erőfeszítés. Ha az mRNS alapú, covid elleni vakcinák hosszú távon hatékonynak bizonyulnak, a legkülönbözőbb betegségek elleni oltások előtt is megnyithatják az utat a HIV-től a rákig.


Link másolása
KÖVESS MINKET:

Népszerű
Ajánljuk
Címlapról ajánljuk


TUDOMÁNY
A Rovatból
Afrika a vártnál gyorsabban szakad ketté, új óceán van születőben
Geológusok megállapították, hogy a földkéreg egy kritikus vastagság alá vékonyodott a Nagy Afrikai Hasadékvölgyben. A folyamat végén, néhány millió év múlva egy új óceán jöhet létre, ahogy az Indiai-óceán vize elárasztja a mélyedést.


Geológusok megállapították, hogy az afrikai kontinens a vártnál gyorsabban halad a kettészakadás felé. A Nature Communications című tudományos folyóiratban megjelent tanulmány szerint egy aktív hasadék Kelet-Afrikában elérte a „kritikus küszöböt”, és a folyamat végén egy új óceán születhet – írta meg a ScienceAlert. A „hamarosan” persze geológiai léptékben értendő, ami még néhány millió évet jelent.

„Azt találtuk, hogy a szakadás ebben a zónában előrehaladottabb, és a kéreg vékonyabb, mint ahogy bárki gondolta”

– mondta Christian Rowan, a Columbia Egyetem geotudósa.

A kutatók a Kelet-afrikai-árokrendszer egy meghatározott részére, a Kenyán és Etiópián áthúzódó, több száz kilométeres Turkana-hasadékra fókuszáltak. Korábbi szeizmikus mérések újraelemzésével megállapították, hogy a földkéreg a hasadék közepén mindössze 13 kilométer vastag, míg a peremeken meghaladja a 35 kilométert.

Ez a vékonyodás jelzi az úgynevezett „kivékonyodás” vagy „nyakazódás” fázisát. Amikor egy kontinens kérge 15 kilométernél vékonyabbra nyúlik, a szétszakadás gyakorlatilag elkerülhetetlenné válik. „Minél vékonyabb lesz a kéreg, annál gyengébbé válik, ami elősegíti a hasadás folytatódását” – magyarázta Rowan.

A folyamat hátterében az áll, hogy az Afrikai-lemez két részre válik: a kontinens nagyját hordozó, hatalmas Núbiai-lemezre nyugaton, és a kisebb Szomáliai-lemezre keleten. Ez utóbbihoz kapcsolódik az a térség is, amely Madagaszkár szigetét is magában foglalja, bár a geológusok itt különálló, kisebb mozgó egységeket, például Lwandle-mikrolemezt is azonosítottak.

„Elértük a kritikus küszöböt”

– erősítette meg Anne Bécel geofizikus, a tanulmány társszerzője.

Pár millió év múlva a kivékonyodás fázisát az óceánosodás követi. A kéreg annyira elvékonyodik, hogy a mélyből feltörő magma új óceáni medencét és tengerfeneket hoz létre, amelyet az Indiai-óceán vize tölt majd fel. Egy ehhez hasonló, előrehaladottabb folyamat már most is megfigyelhető az északkelet-afrikai Afar-mélyföldön.

A felfedezés legérdekesebb része az emberi evolúcióra vonatkozó következtetése. A kutatók szerint a Turkana-hasadékban a kivékonyodás körülbelül 4 millió évvel ezelőtt kezdődött, egy heves vulkáni tevékenységet követően. Ez egybeesik a térségben talált legkorábbi emberelőd (hominin) kövületek korával.

A folyamat felgyorsította az üledékképződést, ami tökéletes körülményeket teremtett a fosszíliák megőrződéséhez. Lehetséges tehát, hogy ez a terület nem azért számít az emberiség bölcsőjének, mert ott zajlottak volna kiemelkedő evolúciós események, hanem mert a geológiai folyamatok kivételesen jó állapotban konzerválták az ott élt élőlények maradványait.

„Úgy véljük, ezek a tektonikus változások alapvető szerepet játszottak a Turkana-tónál lévő Nagy Afrikai Hasadékvölgy kivételes paleoantropológiai leletanyagának kialakításában”

– írják a kutatók.


Link másolása
KÖVESS MINKET:

Ajánljuk
TUDOMÁNY
A Rovatból
A világon elsőként nálunk gyógyítják anyatejjel az oxigénhiánnyal született kisbabákat, egy márciusban született kisfiú is megkapja a kezelést
A Semmelweis Egyetem klinikáján orron keresztül juttatják be az anyatejet az agykárosodott babák szervezetébe. A kutatók szerint az anyatejben lévő őssejtek segíthetik az agy regenerációját, a módszer biztonságosságát pedig már igazolták.


Anyatejet csepegtetnek egy apró fecskendővel egy oxigénhiánnyal született kisbaba orrába a Semmelweis Egyetem klinikáján – egy világszinten is úttörő magyar módszerről számolt be csütörtök este az RTL Híradó.

A forradalminak tűnő eljárással az oxigénhiány miatt agykárosodott újszülöttek agyának regenerációját próbálják segíteni. A speciális terápiát a világon először alkalmazták így, a kezelést egy márciusban született kisfiú is megkapja. A lényege, hogy a babáknak 28 napon keresztül, naponta kétszer, orron keresztül juttatják a központi idegrendszerükbe a saját édesanyjuktól származó tejet. A márciusi kisfiú édesapja a Híradónak arról beszélt, miért éltek a felajánlott lehetőséggel.

„Nyilván az ember szívesen részt vesz ilyenkor ebben, igazából mindenben, ami egy kicsit növeli a gyermek gyógyulási esélyeit, vagy felgyorsítja ezt.”

Az apa azt is hozzátette, szimpatikus volt számukra, hogy egy teljesen természetes anyagról van szó. De hogyan is működik pontosan a módszer? A kutatók szerint az anyatejben lévő őssejtek és más értékes anyagok – például idegsejt-növekedési faktorok – így felszívódva segíthetik az agy gyógyulását. A kutatás egyik szerzője, Dr. Méder Ünőke egy szemléletes hasonlattal írta le a folyamatot.

„Mi ezt úgy képzeljük el, hogy az őssejt bejut a központi idegrendszerbe, és ott mint egy karmester, különböző faktorokat kibocsájtva segíti az idegrendszer regerenációját.”

Az eljárás nem előzmény nélküli. A Semmelweis Egyetem kutatócsoportjának megvalósíthatósági és biztonságossági vizsgálatát a Pediatric Research nevű rangos szaklap közölte. A módszert korábban már sikeres állatkísérletek is igazolták, Németországban és Kanadában pedig koraszülötteken alkalmazták. A szakemberek ugyanakkor hangsúlyozzák: a terápia jelenleg kizárólag újszülötteken alkalmazható, és ők is csak a saját édesanyjuk anyatejét kaphatják meg a kezelés során.

A hatásosságot egyelőre nem bizonyították, a jelenlegi adatok a kezelés biztonságosságát és megvalósíthatóságát igazolják.

A terápia hatékonyságát egy most is futó, nagyobb, úgynevezett randomizált, kontrollált vizsgálat (NEO-BRIGHT) fogja tisztázni a Semmelweis Egyetemen.


Link másolása
KÖVESS MINKET:

Ajánljuk

TUDOMÁNY
A Rovatból
Egy magára hagyott SpaceX-rakéta csapódik a Holdba nemsokára, új kráter képződhet miatta
Bill Gray csillagász számításai szerint egy 2025-ben indított Falcon 9 rakétafokozat éri el a Holdat. A becsapódás szerinte nem veszélyes, de egy új krátert hozhat létre a felszínen, ami később tudományos vizsgálatok tárgya lehet.


Egy tavaly útnak indított Falcon 9 rakéta felső fokozata csapódhat a Holdba augusztus 5-én, magyar idő szerint reggel 8 óra 44 perckor – számolt be róla a Rakéta.hu. A magára hagyott, sodródó űreszköz pályáját Bill Gray csillagász, a Project Pluto nevű kutatás vezetője számította ki, aki szerint a becsapódás várhatóan új krátert hoz majd létre a Hold felszínén.

A rakétafokozatot 2025 elején indították, hogy két holdszondát, a sikeresen leszálló Blue Ghostot és a leszálláskor kudarcot valló Resilience-t juttassa célba. A küldetés teljesítése után a kiégett alkatrészt a Föld–Hold rendszerben hagyták keringeni.

„Ez senkire sem jelent veszélyt, de rávilágít arra a bizonyos gondatlanságra, ahogyan a hátrahagyott űreszközöket, vagyis az űrszemetet kezeljük” – fogalmazott Bill Gray.

A Falcon 9 fokozata által létrehozott új kráter azonban később tudományos vizsgálatok tárgya lehet, segítve a kutatókat a Hold felszínének jobb megértésében.


Link másolása
KÖVESS MINKET:

Ajánljuk

TUDOMÁNY
A Rovatból
Hatalmas magyar tudományos áttörés hozhatja el a gyógyszerfejlesztés új korszakát
Magyar kutatók részvételével olyan módszert mutattak be, amely a kvantumkémia legnehezebb problémáit is képes kezelni. Az eljárás felgyorsíthatja a bonyolult enzimek, például a citokróm P450 májenzim modellezését, ami kulcsfontosságú a gyógyszerkutatásban.


Magyar kutatók részvételével olyan módszert mutattak be, amely a kvantumkémia különösen nehéz számítási feladataiban hozhat előrelépést. A fejlesztés lényege, hogy a mesterséges intelligenciára optimalizált hardverekkel is lehetséges olyan, korábban túl bonyolultnak vagy túl költségesnek tartott rendszereket modellezni, amelyek felgyorsíthatják új katalizátorok, félvezetők és gyógyszerek tervezését.

A HUN-REN Wigner Fizikai Kutatóközpont és az Eötvös Loránd Tudományegyetem munkatársai olyan új számítási módszert dolgoztak ki, amely lehetővé teszi a legbonyolultabb molekuláris rendszerek modellezését.

A módszer kidolgozásában Legeza Örs, a HUN-REN Wigner Fizikai Kutatóközpont tudományos tanácsadója és Menczer Andor, az ELTE PhD-hallgatója vett részt.

A kutatók két rendkívül összetett rendszert, a légköri nitrogén megkötésében kulcsszerepet játszó FeMoco nevű vas–molibdén kofaktort, valamint a számos vegyi anyag lebontásáért felelős citokróm P450 májenzimet vizsgálták meg sikeresen.

A munka egy széles körű nemzetközi együttműködésben valósult meg, amelyben az Nvidia, a Sandbox AQ, a Müncheni Műszaki Egyetem és a Pacific Northwest National Laboratory szakemberei vettek részt – írta az amerikai kutatóközpont a honlapján.

Legeza Örs, a HUN-REN Wigner Fizikai Kutatóközpont tudományos tanácsadója szerint az eredmény új távlatokat nyit.

„Azzal, hogy a vegyes pontosságú DMRG módszerrel kémiai pontosságot értünk el, gyakorlati utat nyitottunk a következő generációs Blackwell rendszerek alkalmazásához a katalízis, a bioszervetlen kémia és az anyagtudomány területén” – fogalmazott.

A kutatás során bebizonyosodott, hogy a mesterséges intelligencia fejlesztésére tervezett grafikus processzorok (GPU-k) nemcsak gyorsak, hanem a kvantumkémiai számításokhoz szükséges pontossággal is rendelkeznek.

A fejlesztés hosszabb távon hozzájárulhat ahhoz, hogy a ma még szuperszámítógépeket igénylő kvantumkémiai szimulációk rutinszerűbbé váljanak. A módszer segítheti a bonyolult molekuláris rendszerek számítógépes modellezését, ami felgyorsíthatja új katalizátorok, félvezető anyagok és gyógyszerek tervezését.

Sotiris Xantheas, az amerikai Pacific Northwest National Laboratory számítási kémikusa a felfedezés jelentőségét hangsúlyozta.

„Tanulmányunk megmutatja, hogy a mesterségesintelligencia-orientált hardver nemcsak gyors, hanem nagy pontossággal képes kezelni az erősen korrelált kvantumkémiai problémákat a számítási lehetőségek határán belül” – mondta.

Legeza Örs neve korábban egy személyes hangú koronavírus-beszámoló miatt is szerepelt a sajtóban. A járvány idején egy megrázó írásban dokumentálta saját, súlyos lefolyású betegségének történetét és kórházi kálváriáját.

A fizikus akkor úgy fogalmazott:

„Olyan fájdalomra ébredtem, amilyet még soha nem éreztem.”

Az új módszerrel a kvantumkémia legnehezebb problémái is nagy pontossággal kezelhetővé válnak az MI-feladatokra tervezett hardvereken. Hosszú távon ez azt jelentheti, hogy a ma még szuperszámítógépes luxusnak számító számítások mindennapossá válhatnak, ami felgyorsíthatja az anyagtudományi és gyógyszerfejlesztési kutatásokat.

Via HUN-REN


Link másolása
KÖVESS MINKET: