EPISTEME- 11
അതിമാരകമായ കോവിഡ് മഹാമാരിയിൽനിന്ന് മനുഷ്യസമൂഹത്തെ രക്ഷിക്കാനുതകിയ, തികച്ചും നൂതനമായ കുത്തിവെപ്പുരീതി ആവിഷ്ക്കരിച്ചതിനാണ് 2023-ലെ വൈദ്യശാസ്ത്ര ശാസ്ത്രത്തിനുള്ള നൊബേൽ സമ്മാനം. ‘The laureates contributed to the unprecedented rate of vaccine development during one of the greatest threats to human health in modern times’ എന്നാണ് നൊബേൽ കമ്മിറ്റി പറയുന്നത്. 13 ബില്ല്യൻ പേരിൽ കോവിഡ് വാക്സിൻ എത്തിക്കഴിഞ്ഞു, മില്ല്യൻ കണക്കിന് മനുഷ്യജീവനുകൾ രക്ഷപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു, മില്ല്യൻ കണക്കിനാളുകളെ ഈ മഹാമാരി പിടികൂടാതെ രക്ഷപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നു.
വൈദ്യശാസ്ത്രം- ഫിസിയോളജി വിഭാഗത്തിൽ നൊബേൽ കിട്ടുന്ന 13-ാത്തെ സ്ത്രീയാണ് ഡോ. കരികോ.
ഒരു കണ്ടുപിടുത്തത്തിന്, അത് ആവിഷ്ക്കരിക്കപ്പെട്ടുകഴിഞ്ഞ് ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ സമയത്തിനുള്ളിൽ നൊബേൽ സമ്മാനം നൽകുന്നത് അപൂർവമാണ്. 2005-ലെ പ്രാഥമിക കണ്ടുപിടുത്തം 2021-ൽ മനുഷ്യർക്ക് പ്രായോഗികമായി ഉപയോഗപ്രദമാകുന്നു, 2023-ൽ നൊബേൽ സമ്മാനവും.
ഹംഗറിയിൽ നിന്ന് അമേരിക്കയിൽ കുടിയേറിയ കാറ്റലിൻ കരികോ (Katalin Kariko), പെൻസിലവാനിയയിലെ ഡ്രൂ വൈസ്മാൻ (Drew Weisman) എന്നിവരാണ് വളരെ പുതുമ നിറഞ്ഞ ഈ വാക്സിൻ ആവിഷ്ക്കാരത്തിന് പുരസ്കാരം നേടിയത്. വൈദ്യശാസ്ത്രം- ഫിസിയോളജി വിഭാഗത്തിൽ നൊബേൽ കിട്ടുന്ന 13-ാത്തെ സ്ത്രീയാണ് ഡോ. കരികോ. ഒരു നാനോ കൊഴുപ്പു കുമിളയിൽ കോവിഡ് വൈറസിൻ്റെ സന്ദേശ ആർ എൻ എ (messenger RNA, mRNA) ഉൾപ്പെടുത്തിയതാണ് കരികോ- വൈസ്മാൻ ടീമിൻ്റെ വാക്സിൻ.
വാക്സിൻ നിർമ്മിതിയിൽ വിപ്ളവാത്മകമായ പുതുമ കൊണ്ടുവന്നു എന്നതാണ് ഈ കണ്ടുപിടിത്തത്തിൻ്റെ മഹത്വം. വൈറസുകൾക്കോ ബാക്റ്റീരിയക്കോ എതിരായി വാക്സിൻ നിർമ്മിക്കുന്നത് സാധാരണ, നിർവീര്യമാക്കിയ വൈറസോ ബാക്റ്റീരിയയുടെ പ്രോട്ടീനുകളോ കുത്തിവെച്ചാണ്. അല്ലെങ്കിൽ മാരകമായ വൈറസിനോട് സാമ്യമുള്ള നിരുപദ്രവിയായ വൈറസ് കുത്തിവെയ്ക്കുന്നതും ഒരു രീതിയാണ്. പക്ഷേ ഇവ പലതും പ്രതിപ്രവർത്തനമുണ്ടാക്കുകയോ ചിലപ്പോൾ ചെറിയ രീതിയിൽ വൈറസ് ബാധയുടെ ലക്ഷണങ്ങൾ കാണിക്കുകയോ ചെയ്യാം. മാരക വൈറസിനുള്ളിലെ ജീൻ നിരുപദ്രവി വൈറസിൽ കടത്തിയും വാക്സിൻ നിർമ്മിക്കാം. പോളിയോ, മീസിൽസ് (അഞ്ചാം പനി), യെല്ലൊ ഫീവർ ഇവയ് ക്കൊക്കെയുള്ള പ്രതിരോധ കുത്തിവെപ്പ് നിർവീര്യമാക്കിയ വൈറസ് ഉപയോഗിച്ചാണ്. 1951-ൽ യെല്ലോ ഫീവറിനു കാരണമാകുന്ന വൈറസിനെതിരെ വാക്സിൻ നിർമ്മിച്ച മാക്സ് തീലെറിന് നൊബേൽ സമ്മാനം ലഭിച്ചിരുന്നു.
വൈറസുകൾക്കോ ബാക്റ്റീരിയകൾക്കോ എതിരെ വാക്സിൻ നിർമ്മിച്ചെടുക്കുന്നത് അത്ര എളുപ്പമല്ല. പലപ്പോഴും വർഷങ്ങൾ നീണ്ട പ്രയോഗ-പരീക്ഷണവിധികൾ കഴിഞ്ഞേ മനുഷ്യരിൽ കുത്തിവെയ്ക്കാൻ യോഗ്യമായത് ലഭിക്കാറുള്ളൂ. മുഴുവൻ വൈറസിനെയും പ്രതിരോധശക്തിയുളവാക്കാൻ ഉപയോഗിക്കാതെ ജനിതക തന്മാത്രയോ ഡി എൻ എയോ അല്ലെങ്കിൽ പ്രോട്ടീനുകളോ ഉപയാഗിക്കാം എന്നത് ആധുനിക മോളിക്യുലാർ ബയോളജിയുടെ സംഭാവനയാണ്. ഹെപറ്റൈറ്റിസ് ബി, ഹ്യൂമൻ പാപ്പിലോമ വൈറസ് എന്നിവയ്ക്കുള്ള വാക്സിൻ ഇങ്ങനെ ആവിഷ്ക്കരിക്കപ്പെട്ടതാണ്.
‘വെക്റ്റർ’ എന്നു വിളിക്കപ്പെടുന്ന വാഹക വൈറസുകൾക്കുള്ളിൽ ഒളിപ്പിച്ച രോഗവൈറസ് ജനിതകത്തെ ഉള്ളിൽക്കടത്താനും മാർഗമുണ്ട്. എബോള വൈറസിനെതിരായ വാക്സിൻ ഇപ്രകാരമാണ് നിർമിച്ചത്. ഈ ജനിതകം ഉപയോഗിച്ച് നമ്മുടെ കോശങ്ങൾ വൈറസ് പ്രോട്ടീനുകൾ നിർമിക്കും, ഉടൻ നമ്മുടെ പ്രതിരോധകോശങ്ങൾ ഇത് തിരിച്ചറിഞ്ഞ് ആൻ്റിബോഡികൾ (Antibodies- വൈറസുകളിന്മേൽ പറ്റിപ്പിടിച്ച് അവയെ നിർവീര്യമാക്കുന്ന കൂറ്റൻ പ്രോട്ടീനുകൾ) നിർമിക്കും, അവയെ വക വരുത്തും. എന്നാൽ കുത്തിവെയ്പ്പിനുള്ള വൈറസുകളെ വളർത്തിയെടുക്കാൻ വൻ ലാബ് സന്നാഹങ്ങൾ വേണം; ജന്തുകോശങ്ങൾ വൻതോതിൽ ഫ്ലാസ്കുകളിൽ പരിപാലിച്ചെടുക്കണം. ഇങ്ങനെ വിപുലമായ വിഭവസാമഗ്രികൾക്ക് സമയവും പണവും ഏറെ ചെലവാക്കിയാലേ ഒരു വാക്സിൻ നിർമ്മിതി സാധിക്കൂ. കോശങ്ങൾ വളർത്തിയെടുക്കാതെയുള്ള പോംവഴി കണ്ടു പിടിക്കാൻ ഗവേഷകർ ഏറെ നാളായി ശ്രമിക്കുന്നു. പക്ഷേ, ഇത് വെല്ലുവിളികൾ സമ്മാനിച്ചിട്ടേയുള്ളൂ.
ശാസ്ത്രജ്ഞരുടെ നിശ്ചയദാർഢ്യവും ആവേശവും അർപ്പണബോധവുമാണ് ഇന്ന് ഏറ്റവും മുന്തിയ വാക്സിൻ നിർമ്മിതിയ്ക്കുള്ള സാങ്കേതികത ലഭ്യമാക്കിയത്.
സന്ദേശ ആർ.എൻ.എ:
വാക്സിൻ വിപ്ലവത്തിലെ നായകൻ
ഈ പശ്ചാത്തലത്തിലാണ് മോളിക്യുലർ ബയോളജിയുടെ പുതിയ തന്ത്രങ്ങൾ വാക്സിൻ നിർമിതിയിൽ സന്നിവേശിപ്പിക്കാൻ ശ്രമം തുടങ്ങിയത്. സന്ദേശ ആർ എൻ എ (mRNA) കളാണ്, പ്രോട്ടീൻ നിർമ്മിച്ചെടുക്കാനുള്ള കോഡുകൾ സന്ദേശമായി കൊണ്ടുനടക്കുന്നത്. കോശങ്ങളിലെ ഡി എൻ എ ഒരു പാചകക്കുറിപ്പ് പുസ്തകമാണ്, നിരവധി പ്രോട്ടീനുകൾ നിർമ്മിച്ചെടുക്കാനുള്ള വിവരങ്ങൾ ഇടക്കിടക്ക് നിബന്ധിച്ചിരിക്കയാണ്. ഒരു പ്രോട്ടീൻ നിർമിക്കാനുള്ള കോഡ് ആണ് ഒരു ജീൻ എന്ന് ലളിതമായി പറയാം. ഈ കോഡിൽ നിന്ന് പകർപ്പ് നിർമിച്ച് ന്യൂക്ലിയസിനു പുറത്തു കടക്കുന്ന തന്മാത്രയാണ് സന്ദേശ ആർ എൻ എ. പ്രോട്ടീൻ നിർമിക്കാനുള്ള കോഡിൻ്റെ കോപ്പിയാണ് ഈ സന്ദേശത്തിൽ.
വൈറസുകളുടെ ചില പ്രോട്ടീനുകൾ നിർമിക്കാനുള്ള ഈ സന്ദേശ ആർ എൻ എയെ നമ്മുടെ കോശങ്ങളിൽ കടത്തിവിട്ടാൽ ആ പ്രോട്ടീൻ നിർമിച്ചെടുക്കാൻ സാദ്ധ്യതയില്ലേ?
ആ കോശങ്ങൾ പ്രതിരോധകോശങ്ങളെ ‘ഇതാ ഒരു വരത്തൻ’ എന്നറിയിച്ചാൽ അവ ആൻ്റിബോഡി നിർമിച്ചെടുത്ത് ഈ വൈറസുകളെ പിന്നെ നേരിടുകയില്ലേ?
ഈ ഗംഭീരൻ ആശയമാണ് 1987 മുതൽ ശാസ്ത്രജ്ഞരെ ആവേശഭരിതരാക്കിയത്. പല പ്രശ്നങ്ങൾ കൊണ്ട് ഇത് പ്രായോഗികമാക്കാൻ സാധിച്ചില്ല, 2005-ൽ കരികോ- വൈസ്മാൻ ടീമിൻ്റെ നിർണായക പരീക്ഷണഫലം ലഭിക്കുന്നതുവരെ. കോവിഡ് വൈറസിനെതിരെ പെട്ടെന്ന് വാക്സിൻ നിർമിച്ചെടുക്കാൻ സഹായകമാകുകയായിരുന്നു ഈ പരിപൂർണ ആവിഷ്ക്കാരതന്ത്രം.
എന്തുകൊണ്ട് mRNA വാക്സിൻ?
മറ്റു പല വൈറസ് വാക്സിനുകളിലെയും ജനിതകം ചിലപ്പോൾ നമ്മുടെ ന്യൂക്ലിയസിൽ കയറി ഡി എൻ എയോട് സങ്കലിച്ചുചേരാൻ സാദ്ധ്യതയുണ്ട്. ഇത് ചില മ്യൂട്ടേഷനുകൾക്കും വഴിവെച്ചേക്കാം. ആർ എൻ എ അത് ചെയ്യില്ല. നേരത്തെ സൂചിപ്പിച്ചതുപോലെ, മറ്റ് കോശങ്ങൾക്കകത്ത് വളർത്തിയെടുക്കേണ്ടതില്ല. ഉദാഹരണത്തിന്. അഞ്ചു ലിറ്റർ ബയോറിയാക്റ്റർ ഏകദേശം ഒരു മില്ല്യൺ വാക്സിൻ ഡോസുകൾ നിർമിച്ചെടുക്കും, ഒരൊറ്റ തവണ.
ഒരു എം ആർ എൻ എ (mRNA) തന്നെ പല ചെറിയ പ്രോട്ടീനുകൾ നിർമിച്ചേക്കാം, അതുമൂലം പല ആൻ്റിബോഡികളുണ്ടാകാനും സാധ്യതയുണ്ട്. ശക്തികൂടിയ അണുബാധ ചെറുക്കാൻ ഇവ ഉപയോഗപ്പെടും. അതുകൊണ്ടുതന്നെ ഒരു formulation കൊണ്ട് പല മ്യൂട്ടന്റ് വെറൈറ്റികളെ നേരിടാൻ തക്ക വാക്സിനുകൾ നിർമിക്കാം. പക്ഷേ ആദ്യകാലങ്ങളിൽ ഇത് സാദ്ധ്യമായില്ല. കാരണം ആർ
എൻ എകൾ പെട്ടെന്ന് ദ്രവിച്ചു പോകുന്നവയാണ്, ഫലം കുറവാണ്. മാത്രമല്ല, ആർ എൻ എ കോശങ്ങൾക്കകത്തുകടന്നാൽ നമ്മുടെ കോശങ്ങൾ തീവ്രമായി പ്രതികരിച്ചേക്കും, പ്രതിരോധമുളവാക്കിയേക്കും.
എന്നാൽ, ശാസ്ത്രജ്ഞരുടെ നിശ്ചയദാർഢ്യവും ആവേശവും അർപ്പണബോധവുമാണ് ഇന്ന് ഏറ്റവും മുന്തിയ വാക്സിൻ നിർമ്മിതിയ്ക്കുള്ള സാങ്കേതികത ലഭ്യമാക്കിയത്.
സന്ദേശ ആർ.എൻ.എ വാക്സിനിലേക്കുള്ള കഠിനവഴികൾ
1987-ൽ റോബെർട്ട് മാലോൺ എന്ന ഗവേഷക വിദ്യാർത്ഥി കാലിഫോർണിയയിലെ സാക് ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ടിൽ (Salk Institute) നടത്തിയ ഗവേഷണത്തിൽ, ആർ എൻ എ മനുഷ്യകോശങ്ങൾക്കുള്ളിൽ പ്രവേശിക്കുന്നുണ്ടെന്നും അവ ആ കോഡ് ഉപയോഗിച്ച് പ്രോട്ടീനുകൾ നിർമിക്കുന്നുണ്ടെന്നുമുള്ള നിർണായക കണ്ടു പിടിത്തം നടത്തി. അതിനും മുൻപ് 1982-ൽ ജോൺസ് ഹോപ്കിൻസിലെ പീഡിയാട്രിക്സ് ഡിപ്പാർട്ടുമെന്റിൽ ടി.വി. ഗോപാലകൃഷ്ണൻ, ആർ എൻ എകൾക്ക് മനുഷ്യകോശങ്ങളുടെ സ്വഭാവം മാറ്റാൻ കഴിവുണ്ടെന്ന് നിരീക്ഷിച്ചിരുന്നു.
ഉള്ളിൽക്കയറിയ ആർ എൻ എകൾക്ക് ഇതേ പ്രോട്ടീൻ നിർമിക്കാമെങ്കിൽ ആർ എൻ എ ഒരു ഡ്രഗ് ആയി ഉപയോഗിക്കാം എന്ന സാദ്ധ്യത മാലോൺ നിർദ്ദേശിച്ചു. കൊഴുപ്പുകണികകൾക്കുള്ളിലായാണ് ഈ ആർ എൻ എ കോശങ്ങൾക്കുള്ളിൽ കയറുന്നത് എന്ന് മാലോൺ കണ്ടുപിടിച്ചിരുന്നു. സ്വതവേ ആർ എൻ എകൾക്ക് കോശങ്ങൾക്കുള്ളിലെത്താൻ എളുപ്പമല്ല. ഇന്ന്, കോവിഡ് വാക്സിൻ നിർമ്മിതിയുടെ ആധാരമായ തന്ത്രം ആദ്യം സംഭവിച്ചത് ഇവിടെയാണ്, മാലോണിൻ്റെ പരീക്ഷണനാളികളിലും കൾച്ചർ കിണ്ണങ്ങളിലും. എന്നാൽ ചരിത്രത്തിൽനിന്ന് തൻ്റെ പേർ മായ്ക്കപ്പെട്ടുപോയി എന്ന് മാലോൺ പരിതപിക്കുന്നു.
കഴിഞ്ഞ 30 വർഷം, നൂറുകണക്കിന് ഗവേഷകരുടെ നേതൃത്വത്തിൽ നടന്ന ഈ രീതിയിലുള്ള പലതരം പരീക്ഷണങ്ങൾ, ഡോ. കരികോയുടേയും വൈസ്മാനിൻ്റേയും ആർ എൻ എ കോവിഡ് വാക്സിൻ കണ്ടുപിടുത്തത്തിനു പിന്നിലുണ്ട്. പല ശാസ്ത്രനിരീക്ഷണങ്ങളും മനുഷ്യഭാഗധേയം മാറ്റിമറിക്കുന്ന ആധുനിക തന്ത്രങ്ങളായി മാറിയതിനുപിന്നിൽ, ഇരുളടഞ്ഞതും എങ്ങും എത്താതിരുന്ന വഴികളും നിരാകരണങ്ങളും നിരുൽസാഹപ്പെടുത്തലുകളും എതിർപ്പുകളും ലാഭങ്ങൾക്കുവേണ്ടിയുള്ള കിടമൽസരങ്ങളും തോൽവികളും അടങ്ങിയ കഠിനസന്ദർഭങ്ങളുണ്ടായിരുന്നു. പക്ഷേ, അന്വേഷണത്വരയും ജിജ്ഞാസയും കൗതൂഹലങ്ങളും എല്ലാതരം അവിശ്വാസങ്ങളെയും സന്ദേഹങ്ങളെയും സംശയങ്ങളെയും എതിർത്ത് തോൽപ്പിച്ചു.
കൊഴുപ്പു കുമിളകൾ (liposomes) ആർ എൻ എയെയോ ഡി എൻ എയെയോ കോശങ്ങൾക്കുള്ളിൽ പ്രവേശിപ്പിക്കാനുള്ള ഉപായമായി ഉപയോഗിക്കപ്പെട്ടിരുന്നു, 1978 മുതൽ. എന്നാൽ സന്ദേശ ആർ എൻ എ ഒരു മെഡിക്കൽ ഉത്പാദകവസ്തുവായി പരിഗണിക്കപ്പെടാം എന്ന ആശയം ചിലരിൽ മാത്രമാണുണ്ടായത്. ഇത്തരം ആർ എൻ എയെ ശുദ്ധീകരിച്ചെടുക്കുന്നതിൻ്റെ പ്രയാസമായിരുന്നു വൻ കടമ്പ. എന്നാൽ 1984-ൽ യൂണിവേഴ്സിറ്റി ഓഫ് അരിസോണയിലെ പോൾ ക്രൈയ്ഗും ഹാർവാർഡ് യൂണിവേഴ്സിറ്റിയിലെ ഡഗ്ലസ് മെൽറ്റൺ, റ്റോം മനിയാറ്റിസ്, മൈക്കിൾ ഗ്രീൻ എന്നിവരും ലാബിൽ ആർ എൻ എ നിർമിക്കാനുള്ള വിദ്യ കണ്ടുപിടിച്ചു. ചില വൈറസുകളിൽ നിന്നെടുത്ത എൻസൈമുകളാണ് ഈ പ്രവൃത്തി നിർവ്വഹിച്ചത്. ഈ കൃത്രിമ ആർ എൻ എ തവളമുട്ടകളിൽ സന്നിവേശിപ്പിച്ചു, യഥാർഥ എം ആർ എൻ എ പോലെ അവ പെരുമാറി. ഈ സാങ്കേതികവിദ്യയെക്കുറിച്ച് അത്ര നിശ്ചയം പോരാഞ്ഞ് ഹാർവാർഡ് യൂണിവേഴ്സിറ്റി പേറ്റന്റ് എടുക്കാൻ ഉൽസാഹം കാണിച്ചില്ല, അവർ പ്രൊമേഗ എന്നൊരു കമ്പനിക്ക് അവശ്യം രാസപദാർത്ഥങ്ങളും വിവരങ്ങളും കൈമാറുകയായിരുന്നു.
1990- കളിലും 2000- ത്തിൻ്റെ ആദ്യപാദങ്ങളിലും പല കമ്പനികൾ സന്ദേശ ആർ എൻ എ വാക്സിനായി വികസിപ്പിച്ചെടുക്കുന്നത് പരീക്ഷിക്കുകയും പരാജയമടഞ്ഞ് ഉപേക്ഷിക്കുകയും ചെയ്തു.
മാലോൺ പിന്നെയും കഥയിലേക്ക് വരുന്നു. ഹാർവാർഡ് ഗ്രൂപ്പിൻ്റെ തന്ത്രങ്ങളുപയോഗിച്ച് മാലോൺ സിന്തെറ്റിക് ആർ എൻ എ നിർമിച്ചെടുത്തു. പുതിയതരം കൊഴുപ്പ് കുമിള (പോസിറ്റീവ് ചാർജ്ജ് ഉള്ളവ, എളുപ്പം കോശങ്ങളിൽ കയറുന്നവ) നെഗറ്റീവ് ചാർജ്ജുള്ള ആർ എൻ എ എളുപ്പം സ്വീകരിക്കുന്നവയാണ്, കോശങ്ങളിൽ ആർ എൻ എ നിക്ഷേപിക്കാൻ ഏറ്റവും ഉചിതവുമാണ് എന്ന് അദ്ദേഹം നിരീക്ഷിച്ചു. ഫിലിപ് ഫെൽഗ്നർ ആവിഷ്ക്കരിച്ചതാണ് ഈ നാനോ കൊഴുപ്പ് കുമിളകൾ. പിഎച്ച് ഡി ഗൈഡായ ഇന്ദർ വർമയുമായി തെറ്റിപ്പിരിഞ്ഞ് മാലോൺ ആ ശ്രമം ഉപേക്ഷിച്ച് ഫെൽഗ്നറോടൊപ്പം വികാൽ (‘Vical’) എന്ന കമ്പനിയിൽ ചേർന്നു.
ഇവിടെ വെച്ച് മാലോണും കൂട്ടരും എയിഡ്സ് വൈറസിൻ്റെ പ്രോട്ടീൻ കോഡ് ചെയ്യുന്ന സന്ദേശ എം ആർ എൻ എ എലികളിലെ കോശങ്ങളിൽ കടത്തിവിട്ട് പ്രതിരോധം ആർജ്ജിക്കുന്നതായി തെളിയിച്ചു. താമസിയാതെ വികാൽ കമ്പനിയും സാക് ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ടും ചേർന്ന് സന്ദേശ ആർ എൻ എ വിദ്യക്ക് പേറ്റന്റിനായി അപേക്ഷിച്ചു. ഈ സമയം ഇന്ദർ വർമ്മ വികാൽ കമ്പനിയിൽ ചേർന്നിരുന്നു. എന്നാൽ പേറ്റന്റ് അപേക്ഷയിൽ മാലോണിൻ്റെ പേര് ലിസ്റ്റിൽ ഒരാളായി മാത്രമേ ഉൾപ്പെടുത്തിയിരുന്നുള്ളൂ. സാക് ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഈ പേറ്റന്റ് അപേക്ഷയിൽനിന്ന് പിന്മാറുകയും ചെയ്തു. ഇന്ദർ വർമ്മയും വികാൽ കമ്പനിയും ചില ഒത്തുകളിയിൽ ഏർപ്പെട്ടെന്ന് മാലോൺ പിന്നീട് പരാതിപ്പെടുന്നുണ്ട്. അദ്ദേഹം ഗവേഷണം വിട്ട് മെഡിക്കൽ കോളേജ് പഠനം പൂർത്തിയാക്കി. എന്നാൽ ഗവേഷണത്തിൽ തിരിച്ചെത്തി ചില വൈറസുകൾക്കെതിരെ ഡി എൻ എ വാക്സിൻ നിർമ്മിക്കുന്ന പരീക്ഷണങ്ങളിലേക്ക് തിരിഞ്ഞു. 2001-ൽ ആർ എൻ എ തന്മാത്രകൾ വാക്സിനായി ഉപയോഗിക്കുന്നതിനെ നഖശിഖാന്തം എതിർത്തു, ഈ ആർ എൻ എകൾ നിർമ്മിക്കുന്ന പ്രോട്ടീനുകൾ ശരീരത്തിന് ഉപദ്രവകരമായിരിക്കും എന്ന് സമർത്ഥിച്ചു.
വികാൽ കമ്പനി പ്രസിദ്ധമായ മെർക് ( Merck) കമ്പനിയുമായി ചേർന്ന് ആർ എൻ എ വാക്സിൻ നിർമിതിക്ക് തുടക്കമിട്ടു. പക്ഷേ, പരാജയങ്ങൾ മൂലം അത് ഉപേക്ഷിച്ചു. 1993-ൽ ഫ്രാൻസിലെ ‘ട്രാൻസ് ജീൻ (Transgene ) എന്ന കമ്പനി ആർ എൻ എ സന്നിവേശം എലികളിൽ വൈറസ് പ്രതിരോധം സൃഷ്ടിക്കുന്നു എന്ന് നിരീക്ഷിച്ചു, അതിന് പേറ്റൻ്റും എടുത്തു. പക്ഷേ ഉദ്ദേശിച്ച ഫലം കാണാതെ പിന്നീട് ആ പദ്ധതി പാടേ തള്ളിക്കളഞ്ഞു. 1990- കളിലും 2000- ത്തിൻ്റെ ആദ്യപാദങ്ങളിലും പല കമ്പനികൾ സന്ദേശ ആർ എൻ എ വാക്സിനായി വികസിപ്പിച്ചെടുക്കുന്നത് പരീക്ഷിക്കുകയും പരാജയമടഞ്ഞ് ഉപേക്ഷിക്കുകയും ചെയ്തു. ഇതിനിടയ്ക്ക് കാൻസർ ചികിൽസയ്ക്ക് ഈ തന്ത്രം ഉപയോഗിക്കാൻ ശ്രമം നടന്നു പക്ഷേ അവസാനം മനുഷ്യരിൽ പരീക്ഷിക്കപ്പെട്ടപ്പോൾ അതും തകർന്നടിഞ്ഞു, കമ്പനികൾ മുഴുവനായും പിന്മാറി. എങ്കിലും, ഈ സാങ്കേതികത ഉപയോഗിച്ച് വൈറസ് വാക്സിൻ നിർമിക്കാൻ പലരും ശ്രമിച്ചുകൊണ്ടിരുന്നു.
1982-ൽ യൂണിവേസിറ്റി ഓഫ് ഷെഗെഡിൽനിന്ന് പിഎച്ച് ഡി എടുത്ത ഡോ. കരികോയ്ക്ക് ഹംഗേറിയൻ പോലീസിൽ നിന്ന് തിക്താനുഭവങ്ങളാണുണ്ടായത്.
ജർമനിയിലെ CureVac, BioNTech എന്നിവ ഏറ്റവും വലിയ mRNA വാക്സിൻ കമ്പനികളാണ്. ഇംഗ്മർ ഹോർ (Ingmar Hoerr), ഉഗുർ സാഹിൻ (Ugur Sahin) എന്നിവരാണ് ഈ നിശ്ചയദാർഢ്യത്തിനുപിന്നിൽ. 2000-ൽ ഹോർ mRNA വാക്സിൻ എലികളിൽ വൻ വിജയമാണെന്ന് പ്രഖ്യാപിച്ചു, ഒരു മീറ്റിങ്ങിൽ ഇദ്ദേഹം ഇത് അവതരിപ്പിച്ചിപ്പോൾ മുൻനിരയിലിരുന്ന ഒരു നൊബേൽ സമ്മാന ജേതാവ് എഴുന്നേറ്റുനിന്ന്, “This is completely shit, what you are telling us here, completely shit” എന്ന് അട്ടഹസിച്ചത്രേ. സാഹിനും ഇമ്യുണോളജിസ്റ്റായ ഭാര്യ ഓസ്ലെം റ്റുറെസിയും (Ozlem Tureci) തങ്ങളുടെ BioNTech കമ്പനിയിൽ എം ആർ എൻ എ വാക്സിൻ പദ്ധതികൾ വേഗത്തിലാക്കി. 2007-ൽ കൂടുതൽ ഫണ്ട് സ്ഥാപനത്തിലെത്തുകയും ചെയ്തു. പിന്നീട് കോവിഡ് മഹാമാരിയുടെ സമയത്ത് വിപുലമായിത്തന്നെ സന്ദേശ ആർ എൻ എ വാക്സിൻ വികസിപ്പിച്ചെടുത്ത് ലോകത്താകമാനം എത്തിച്ചത് ഇവരുടേ ‘ബയോൺ റ്റെക് ’ കമ്പനി തന്നെ.
ഹംഗറിയിൽ നിന്ന്
കേറ്റ്ലിൻ കരികോ എത്തുന്നു
1982-ൽ യൂണിവേസിറ്റി ഓഫ് ഷെഗെഡിൽനിന്ന് പിഎച്ച് ഡി എടുത്ത ഡോ. കരികോയ്ക്ക് ഹംഗേറിയൻ പോലീസിൽ നിന്ന് തിക്താനുഭവങ്ങളാണുണ്ടായത്. പോസ്റ്റ് ഡോക്ടറൽ ജോലി ചെയ്തിരുന്ന ലാബിൽ ഫണ്ടിങ്ങും ഇല്ലാതായി. പെട്ടെന്ന് അമേരിക്കൻ വിസ നേടി പുറത്തുകടക്കുക തന്നെ മാർഗം. സ്വന്തം കാർ വിറ്റ കാശ് കരിഞ്ചന്തയിൽ ബ്രിട്ടീഷ് പൗണ്ടാക്കി മാറ്റിയപ്പോൾ കിട്ടിയ 900 പൗണ്ട് രണ്ടു വയസ്സായ മകളുടെ കളിപ്പാട്ടത്തിൽ ഒളിപ്പിച്ചാണ് 1985-ൽ അമേരിക്കയിൽ വന്നിറങ്ങുന്നത്. ആദ്യ ജോലി വിട്ട് 1989-ൽ യൂണിവേഴ്സിറ്റി ഓഫ് പെൻസിൽവാനിയയിൽ താൽക്കാലിക പ്രൊഫസറായി നിയമനം ലഭിച്ചു. സന്ദേശ ആർ എൻ എ ഉപയോഗിച്ചുള്ള ജീൻ തെറാപ്പിയാണ് ഗവേഷണവിഷയം. 1995-ൽ ഈ ഗവേഷണം പുരോഗമിക്കവേ ഫണ്ടിങ്ങിന് ശ്രമിച്ചു. അങ്ങനെയൊന്ന് അംഗീകരിക്കാൻ തയാറാകാത്ത ഫണ്ടിങ്ങ് ഏജൻസി ധനസഹായം നിരാകരിച്ചു. ഒന്നുകിൽ ജോലി വിട്ടുപോകാനോ താഴ്ന്നതരം ജോലിയിലേക്ക് മാറാനോ യൂണിവേഴ്സിറ്റി കരികോയോട് നിർദ്ദേശിച്ചു. രണ്ടാമത്തെ വഴിയാണ് കരികോ തെരഞ്ഞെടുത്തത്. 1997-ൽ ആകസ്മികമായി കോപിയിങ്ങ് മെഷീനിൽ പകർപ്പുകളെടുക്കുന്ന വേളയിലാണ് ഇമ്യുണോളജി ഡിപ്പാർട്ടുമെൻ്റിലെ പ്രൊഫസർ ഡ്രൂ വൈസ്മാനുമായി പരിചയപ്പെട്ടത്. സന്ദേശ ആർ എൻ എ കോശങ്ങൾക്കകത്ത് പ്രവേശിക്കുമ്പോൾ അവ തീക്ഷ്ണമായ പ്രതിരോധ നീർവീക്കം (inflammation) ഉളവാക്കുന്നത് എങ്ങനെയെന്നും അതിനു തടയിടാൻ ആ ആർ എൻ എയെ രാസപ്രവർത്തനത്താൽ മാറ്റിയെടുത്താൽ മതിയെന്നും അവർ നിരീക്ഷിച്ചു. പക്ഷേ ഈ ഗവേഷണഫലം പ്രസിദ്ധീകരിക്കാൻ പ്രസിദ്ധ ജേണലുകളായ നേച്ചറും സയൻസും വിസമ്മതിച്ചു. സാധാരണ ആർ എൻ എയിലുള്ള ‘യുറിഡീൻ’ എന്ന ഘടകം ‘വ്യാജ യുറിഡീൻ (pseudouridine)’ ആക്കി മാറ്റിയാൽ (alterations in chemical bonds) ഗുണങ്ങളേറെയുണ്ടത്രെ. ഒന്നാമതായി, പെട്ടെന്ന് ദ്രവിക്കില്ല, inflammation ഒട്ടും സംഭവിക്കുകയില്ല, പിന്നെ കൂടുതൽ പ്രോട്ടീനുകൾ ഈ ആർ എൻ എയിൽ നിന്ന് നിർമിച്ചെടുക്കുകയും ചെയ്യും.
സ്വന്തം കാർ വിറ്റ കാശ് കരിഞ്ചന്തയിൽ ബ്രിട്ടീഷ് പൗണ്ടാക്കി മാറ്റിയപ്പോൾ കിട്ടിയ 900 പൗണ്ട് രണ്ടു വയസ്സായ മകളുടെ കളിപ്പാട്ടത്തിൽ ഒളിപ്പിച്ചാണ് ഡോ. കരികോ 1985-ൽ അമേരിക്കയിൽ വന്നിറങ്ങുന്നത്.
വാസ്തവത്തിൽ പ്രതിരോധ വ്യവസ്ഥക്ക് അപകടസൂചന നൽകുന്നത് Toll-like receptors എന്ന പ്രത്യേകതരം പ്രോട്ടീനുകളാണ്. രാസമാറ്റം വരുത്തിയ സന്ദേശ ആർ എൻ എകളെ ഈ പ്രോട്ടീനുകൾക്ക് കണ്ടുപിടിക്കാനാവുന്നില്ല. നീർവീക്കം സംഭവിക്കാത്തത് ഇതുകൊണ്ടാണ്. 2005 മുതൽ 2010 വരെ പ്രസിദ്ധീകരിച്ച് മൂന്ന് റിപ്പോർട്ടുകൾ mRNA ഉപയോഗിച്ചുള്ള വാക്സിൻ പരീക്ഷണങ്ങളിൽ സ്ഫോടനാത്മകമായ വിപ്ലവം തന്നെയുണ്ടാക്കി.
ചരിത്രപ്രസിദ്ധമായ ആ കണ്ടുപിടിത്ത റിപ്പോർട്ടുകൾ ഇവയാണ്:
Karikó, K., Buckstein, M., Ni, H. and Weissman, D. Suppression of RNA Recognition by Toll-like Receptors: The impact of nucleoside modification and the evolutionary origin of RNA. Immunity 23, 165–175 (2005).
Karikó, K., Muramatsu, H., Welsh, F.A., Ludwig, J., Kato, H., Akira, S. and Weissman, D. Incorporation of pseudouridine into mRNA yields superior nonimmunogenic vector with increased translational capacity and biological stability. Mol Ther 16, 1833–1840 (2008).
Anderson, B.R., Muramatsu, H., Nallagatla, S.R., Bevilacqua, P.C., Sansing, L.H., Weissman, D. and Karikó, K. Incorporation of pseudouridine into mRNA enhances translation by diminishing PKR activation. Nucleic Acids Res. 38, 5884–5892 (2010).
അക്കാലത്ത് കരികോയും വൈസ്മാനും RNARx എന്നൊരു ചെറിയ കമ്പനി സ്ഥാപിച്ചു. രാസമാറ്റം വരുത്തിയ ആർ എൻ എ പ്രതിരോധ നിർമിതിക്കുപയോഗിക്കുന്ന സാധ്യതക്കുള്ള ചില പേറ്റന്റുകളും നേടിയെടുത്തു. 2010-ൽ Boston Children’s Hospital-ലെ ഡെറിക് റോസ്സി രാസമാറ്റം വരുത്തിയ മറ്റ് ചില ആർ എൻ എകൾ വിത്തുകോശങ്ങളിലേക്ക് കടത്തിവിട്ട് അവയെ തുടിക്കുന്ന പേശീകോശങ്ങളാക്കി മാറ്റാം എന്ന് കണ്ടുപിടിച്ചത് കരികൊ-വൈസ്മാൻടീമിനെ ലോകപ്രശസ്തരാക്കി. ടൈം മാഗസിൻ റോസ്സിയെ 2010- ലെ പ്രമുഖ വ്യക്തികളിൽ ഒരാളായി പ്രഖ്യാപിച്ചു. അതേവർഷം അദ്ദേഹവും കൂട്ടുകാരനും മൊഡേന (Moderna) എന്ന, പിൽക്കാലത്ത് പ്രസിദ്ധമായ കമ്പനി സ്ഥാപിച്ചു.
സന്ദേശ ആർ എൻ എ മാറ്റിയെടുക്കപ്പെടുന്നു, അവ നശിക്കുന്നില്ല, നീർവീക്കം ഉളവാക്കുന്നില്ല, കൂടുതൽ പ്രോട്ടീനുകൾ നിർമ്മിക്കുന്നു- ഇവയെല്ലാം വാക്സിൻ നിർമിതിയിൽ നിർണായകമാണ്.
യൂണിവേഴ്സിറ്റി ഓഫ് പെൻസിൽവേനിയ ഈ വൻ കണ്ടുപിടത്തത്തിൻ്റെ ലൈസൻസ് കയ്യിലാക്കാൻ ഒരുമ്പെട്ടു. ആദ്യം RNARx നെ സമീപിച്ചെങ്കിലും അതിൽ തൃപ്തിയാകാതെ വൻ തുകക്ക് പേറ്റെൻ്റ് അവകാശം Cellscript എന്ന കമ്പനിയ്ക്ക് വിറ്റു. പിന്നീട് കോവിഡ് വാക്സിൻ നിർമിക്കാൻ മൊഡേനയിൽ നിന്നും ബയൊൺറ്റെക്കിൽ നിന്നും സബ് ലൈസെൻസിങ്ങ് ഫീസായി Cellscript വാങ്ങിയത് നൂറ് മില്ല്യൺ ഡോളർ കണക്കിനാണ്. കരികോ-വൈസ്മാൻ ടീമിൻ്റെ രാസമാറ്റം വരുത്തിയ ആർ എൻ എയാണ് ഈ രണ്ട് കമ്പനികളുടെയും വാക്സിനിലുള്ളത്. കോവിഡ് വൈറസിൻ്റെ ഉപരിതലത്തിൽ എഴുന്നുനിൽക്കുന്ന ‘സ്പൈക് പ്രോട്ടീൻ’ ആണ് ഈ സന്ദേശ ആർ എൻ എ നിർമിച്ചെടുക്കുന്നത്.
2013-ൽ രക്തക്കുഴലുകളിലെ കോശങ്ങളുടെ വിഭജനം തരിതപ്പെടുത്തുന്ന ഒരു പ്രോട്ടീൻ്റെ സന്ദേശ ആർ എൻ എ നിർമിച്ചെടുക്കാൻ മൊഡേന കമ്പനി ‘ആസ്ട്രസെനെക്ക’ (AstraZeneca) എന്ന കമ്പനിയുമായി 240 മില്ല്യൻ ഡോളറിൻ്റെ കരാറിൽ ഏർപ്പെട്ടു. സന്ദേശ ആർ എൻ എ തന്ത്രങ്ങൾ കരികോ-വൈസ്മാൻ ടീമിൻ്റെ കയ്യിൽനിന്ന് വഴുതി മാറി എന്ന് തീർച്ചയായി. യൂണിവേഴ്സിറ്റി ഓഫ് പെൻസിൽവേനിയ തൻ്റെ പ്രവൃത്തിപരിചയം മുതലാക്കില്ല എന്നു മനസ്സിലാക്കി കരികോ ബയോൺറ്റെകിൻ്റെ വൈസ് പ്രസിഡന്റ് സ്ഥാനം ഏറ്റെടുത്തു. 2020-ൽ കോവിഡ് വാക്സിൻ നിർമിച്ചത് മൊഡേനയും ബയോൻറ്റെകിനുവേണ്ടി ഫൈസറും (Pfizer) ആണ്.
സമ്മാനം ആർക്ക്?
സന്ദേശ ആർ എൻ എ മാറ്റിയെടുക്കപ്പെടുന്നു, അവ നശിക്കുന്നില്ല, നീർവീക്കം (inflammation) ഉളവാക്കുന്നില്ല, കൂടുതൽ പ്രോട്ടീനുകൾ നിർമ്മിക്കുന്നു- ഇവയെല്ലാം വാക്സിൻ നിർമിതിയിൽ നിർണായകമാണ്. എന്നാൽ ഒരു കാര്യം മറക്കാനാവില്ല: ഈ തന്മാത്രകളെ ഉള്ളിൽ പൊതിഞ്ഞ് കോശങ്ങൾക്കകത്ത് എളുപ്പം സന്നിവേശിപ്പിക്കുന്ന നാനോ കൊഴുപ്പ് കുമിളകൾക്ക് പ്രാമുഖ്യമുണ്ട്. യൂണിവേഴ്സിറ്റി ഓഫ് ബ്രിട്ടീഷ് കൊളംബിയയിലെ (കാനഡ) പിയെറ്റർ കള്ളിസിന്റെ (Pieter Cullis) ശാസ്ത്രസംഭാവനയാണ് ഈ ഫലവത്തായ തന്ത്രം. Lipd Nano Particles (LNP) എന്നറിയപ്പെടുന്നു ഈ കുഞ്ഞു തരിക്കുമിളകൾ. 2012-ൽത്തന്നെ കരികോ-വൈസ്മാൻ ടീമിനൊപ്പം പ്രവർത്തിച്ച, ഏറ്റവും കൂടുതൽ സന്ദേശ ആർ എൻ എ കോശങ്ങൾക്കകത്ത് പ്രവേശിപ്പിക്കാനുള്ള, LNP ഉപയോഗിച്ചുള്ള ഉചിതവേല ഇദ്ദേഹത്തിൻ്റേതാണ്. ഇന്ന് മൊഡേനയും ബയോൺറ്റെകും ഒക്കെ ഈ സന്നിവേശതന്ത്രമാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്.
ആത്യന്തികമായി പെട്ടെന്ന് കോവിഡ് മരണത്തേയും വ്യാപനത്തേയും ചെറുക്കാനുള്ള തന്ത്രം കൃത്യമായി ആവിഷ്ക്കരിച്ചത് ഈ ടീമാണ് എന്നതാണ് നൊബേൽ കമ്മിറ്റിയെ ആകർഷിച്ച വസ്തുത.
വ്യാജ യുറിഡീൻ സൃഷ്ടിക്കുന്നതുകൂടാതെ, ആർ എൻ എയിൽ മാറ്റം വരുത്തുന്നതും വാക്സിൻ നിർമിതിയിൽ ഫലപ്രദമാകുന്നുണ്ട് എന്ന് മറ്റ് ചില ശാസ്ത്രജ്ഞരും തെളിയിച്ചിട്ടുണ്ട്. പക്ഷേ അന്തിമമായി, മനുഷ്യരിൽ കോവിഡ് വൈറസിനെതിരെ ഏറ്റവും ഫലപ്രദം കരികോ-വൈസ്മാൻ ടീമിൻ്റെ തന്ത്രം തന്നെ. ആദ്യമായി സന്ദേശ ആർ എൻ എ ഉപയോഗിച്ച മാലോണിനെ സമ്മാനാർഹലിസ്റ്റിൽ ചേർക്കേണ്ടേ എന്ന ചോദ്യം സംഗതമാണ്. മാലോണിൻ്റെ അന്നത്തെ ലാബ് നോട്ട് ബുക്ക് പേജ് ഇന്ന് പ്രസിദ്ധമാകുന്നുണ്ട്, ആദ്യ വഴികാട്ടി എന്ന നിലയ്ക്ക്. പല പ്രഗൽഭരും പല പ്രസിദ്ധ ഫാർമസ്യൂട്ടിക്കൽ കമ്പനികളും വൻ പരാജയം ഏറ്റുവാങ്ങിയ ഒരു തത്വപ്രയോഗത്തെയാണ് മറ്റൊരു വീക്ഷണകോണിലൂടെ നിരീക്ഷിച്ച് കരികോ-വൈസ്മാൻ ടീം വിജയിപ്പിച്ചെടുത്തത്. ആത്യന്തികമായി പെട്ടെന്ന് കോവിഡ് മരണത്തേയും വ്യാപനത്തേയും ചെറുക്കാനുള്ള തന്ത്രം കൃത്യമായി ആവിഷ്ക്കരിച്ചത് ഈ ടീമാണ് എന്നതാണ് നൊബേൽ കമ്മിറ്റിയെ ആകർഷിച്ച വസ്തുത.
References:
1.Dolgin, E. The tangled history of mRNA vaccines. Nature 597: 318-324 2021
2.Chaudhary, N., Weissman, D. and Whitehead, K. A. mRNA vaccines for infectious diseases: principles, delivery and clinical translation. Nature Reviews : Drug Discovery. 20: 817-838 2021.