Em cerimónia realizada a 2 de outubro no Instituto Karolinska, na Suécia, o porta-voz do Comité do Prémio Nobel revelou que Katalin Karikó e Drew Weissman eram os galardoados com o Prémio Nobel de Fisiologia ou Medicina 2023, pelas suas descobertas sobre modificações de bases de nucleosídeos que permitiram o desenvolvimento de vacinas mRNA eficazes contra a COVID-19.

A investigação realizada por estes dois cientistas foi considerada fundamental para perceber como o RNA mensageiro (ARN-ácido ribonucleico em português), interage com o nosso sistema imunitário, tendo sido decisiva para o desenvolvimento de vacinas de mRNA, que tão eficazes se mostraram no combate à pandemia por COVID-19 que se propagou a partir do início de 2020.

Através de suas descobertas inovadoras, que mudaram a nossa compreensão de como o mRNA interage com o nosso sistema imunitário, os laureados contribuíram a um ritmo sem precedentes de desenvolvimento de vacinas, durante uma das maiores ameaças à saúde humana nos tempos modernos.

Sabemos que a vacinação estimula a formação de uma resposta imune a um determinado patógeno, proporcionando ao corpo uma vantagem na luta contra doenças, em caso de exposição posterior, como foi amplamente provado ao longo das últimas décadas com as vacinas contra a poliomielite, o sarampo e a febre amarela.

Com o crescente progresso da biologia molecular, foram desenvolvidas várias vacinas baseadas em componentes virais individuais, em  vez de vírus completos, permitindo que partes do código genético viral, geralmente codificando proteínas encontradas à superfície do vírus, sejam usadas para produzir proteínas que estimulam a formação de anticorpos bloqueadores do vírus. São exemplos disso, as mais recentes vacinas contra o vírus da hepatite B e o papilomavírus humano.

Em alternativa, partes do código genético viral podem ser movidas para um vírus portador inofensivo, designado por vetor, método que é usado em vacinas contra o vírus Ébola. Quando este tipo de vacina vetorial é injetada, a proteína viral selecionada é produzida nas nossas células, estimulando uma resposta imunitária contra o vírus-alvo.

A produção de vacinas completas baseadas em vírus, proteínas e vetores, requer uma cultura celular em grande escala, processo que exige muitos recursos, o que limita as possibilidades de produção rápida de vacinas em resposta a surtos e pandemias. Logo, os investigadores há muito que vêm tentando desenvolver tecnologias de vacinas independentes da cultura celular, o que se tornou um enorme desafio.

As vacinas mRNA representam uma ideia promissora, porém devido a dificuldades encontradas nas investigações ao longo do tempo, somente nos anos oitenta foi possível avançar devido à introdução de métodos mais eficientes para produção de mRNA sem cultura celular, designados por transcrição in vitro que permitiu acelerar o desenvolvimento de aplicações da biologia molecular em diversas áreas. No entanto, o mRNA transcrito in vitro foi considerado instável, difícil de entregar e dava origem a reações inflamatórias, o que limitou aquela tecnologia para fins clínicos, no início.

Esses obstáculos não desanimaram a bioquímica Katalin Karikó, que se dedicou ao desenvolvimento de métodos capazes de usar o mRNA em terapia. Durante a década de 1990, enquanto professora assistente na Universidade da Pensilvânia, EUA, permaneceu fiel à sua visão de realizar o mRNA como terapêutico e, apesar de encontrar dificuldades de financiamento para o seu projeto, logrou encontrar em um seu novo colega na faculdade a parceria de que necessitava para avançar.

O novo colega de Karikó, foi o imunologista Drew Weisseman que na época estava interessado no estudo das células dendríticas, elementos que têm funções importantes na vigilância imunológica e na ativação de respostas imunes induzidas por vacinas. Estimulados por novas ideias, logo iniciaram uma colaboração frutífera entre si, concentrando-se na forma como os diferentes tipos de RNA interagem com o sistema imunológico.

Não foi necessário muito tempo para que Karikó e Weisseman notassem que as células dendríticas reconhecem o mRNA transcrito in vitro como uma substância estranha, o que leva à sua ativação e à libertação de moléculas sinalizadoras inflamatórias. Focados em seus estudos, perceberam que algumas propriedades críticas deveriam distinguir os vários tipos de mRNA. Depois de produzirem diferentes variantes de mRNA, cada uma com alterações químicas únicas em suas bases, que entregaram às células dendítricas, obtiveram como resultado que a resposta inflamatória foi quase totalmente abolida.

Karikó e Weisseman perceberam de imediato que a sua descoberta tinha um significado profundo para a utilização do mRNA como terapia, tendo publicado os resultados preliminares da investigação em 2005, quinze anos antes da pandemia da COVID-19. Através de suas descobertas, de que as modificações de base reduziram as respostas inflamatórias e aumentaram a produção de proteínas, Karikó e Weisseman eliminaram obstáculos críticos no caminho para as aplicações clínicas do mRNA.

O interesse pela tecnologia mRNA começou a crescer e em 2010 já havia várias empresas a trabalhar no desenvolvimento do método, tendo começado a ser procuradas vacinas contra o vírus Zika e MERS-CoV, este último intimamente relacionado com o SARS-CoV-2. Após o início da pandemia de COVID-19, duas vacinas de mRNA com base modificada que codificam a proteína de superfície SARS-CoV-2 foram desenvolvidas em tempo recorde, tendo sido relatados efeitos protetores de cerca de 95% e ambas as vacinas foram aprovadas em dezembro de 2020.

A impressionante flexibilidade e rapidez com que as vacinas mRNA podem ser desenvolvidas, abrem também caminho à utilização de nova plataforma para vacinas contra outras doenças infeciosas e, num futuro próximo, poderão ser usadas para fornecer proteínas  terapêuticas e tratar alguns tipos de cancro.

As vacinas salvaram milhões de vidas e preveniram doenças graves em muitas mais, permitindo que as sociedades se abrissem e regressassem à sua atividade normal. Através das suas descobertas fundamentais, os laureados com o Nobel deste ano contribuíram de forma decisiva para este desenvolvimento transformador durante uma das maiores crises de saúde o nosso tempo.

Katalin Karikó nasceu em 1955 em Szolnok, Hungria, recebeu o doutoramento pela Universidade de Szeged em 1982, tendo sido nomeada professora assistente na Universidade de Filadélfia em 1989, onde permaneceu até 2013. Depois disso tornou-se vice-presidente da BioNTech RNA Pharmaceuticals, sendo desde 2021 professora na Universidade onde se doutorou e professora adjunta na Perelman School of Medicine da Universidade de Filadélfia.

Drew Weissman nasceu em 1959 em Massachusetts, EUA, tendo recebido o doutoramento pela Universidade de Boston em 1987 e feito pós-doutoramento no National Institutes of Health. Em 1997, Weisseman criou um grupo de investigação na Perelman School of Medicine da Universidade da Pensilvânia e é diretor do Penn Institute for RNA Innovations.