Posted by Elkötelezett kollégáival együttműködve Dr. Karikó lefektette az mRNS-vakcinák alapjait, és ez megfordította a világjárvány menetét. A New York Times írása
Gina Kolata
> Magyarországon nőtt fel, egy hentes lánya. Elhatározta, hogy tudós lesz, holott még csak nem is látott tudóst. A 20-as éveiben az Egyesült Államokba költözött, de nem kapott állandó megbizatást és csak megtűrt személy volt az egyetem peremén. Karikó Katalin most 66 éves, kollégái Katinak hívják, és a Covid-19 elleni vakcina fejlesztésének egyik hőse lett. Munkája a Pennsylvania Egyetemen legközelebbi munkatársával, Dr. Drew Weissmannal, megalapozta a Pfizer-BioNTech és a Moderna lenyűgözően sikeres vakcináit.
Egész karrierje során Dr. Karikó a messenger RNS-re, vagyis mRNS-re összpontosított – arra a genetikai kódra, amely DNS-utasításokat visz az egyes sejtek fehérje termelő gépezetéhez. Meg volt győződve arról, hogy az mRNS felhasználható arra, hogy a sejteket öngyógyító folyamatok beindítására és vakcinák előállítására utasítsák. De az University of Pennsylvanián törékeny volt a karrierje. Folyamatosan egyik laboratóriumról a másikra került, minden attól függött, hogy melyik vezető tudós volt hajlandó átvenni őt. Sose keresett évi 60 ezer dollárnál többet.
Mindenki szerint erős és konok. Csak a „padnak” él. Így nevezi a laboratóriumnak azt a pontját, ahol dolgozik. „A lényeg az, hogy legyen egy pad, és akkor a tudomány már rendben van” – mondta nemrég egy interjúban. Megvonta a vállát. „Kit érdekel a többi?”
Dr. Anthony Fauci, a National Institutes of Allergy and Infectious Diseases igazgaója ismeri Karikó doktor munkáját. Ő egyszerűen megszállottja – pozitív értelemben – az mRNS-sel
Dr. Karikó azon erőfeszítései, hogy talpon maradjon a tudományos életben, jól ismertek a tudósok számára. Vad és fantáziadúsnak tűnő ötleteinek megvalósításához támogatásokra lett volna szüksége. Nem kapta meg őket, még akkor sem, ha a hétköznapi kutatásait díjazták. Dr. Karikó elképzelései az mRNS-ről határozottan unortodoxak volt. De egyre inkább úgy tűnik, hogy jövőbe látók.
„Ez ki fog alakulni” – mondta Dr. Fauci az mRNS kutatásról. „A Covid-19 esetében már ki is alakult. Aztán ott vannak más oltások: a HIV, az influenza, a malária.” Az ezeken a területeken dolgozók már nagyon izgatottak.
Karikó doktor számára a nap azt jelenti, hogy a laboratóriumban van. „Nem munkába mész, hanem szórakozni” – szokta mondani a férje, Francia Béla, aki egy apartman-hálózatot igazgat. Ezt mondogatta, amikor Kati visszarobogott esténként vagy a hétvégén az irodájába. Egyszer kiszámította, hogy végtelen munkaidejével a felesége körülbelül óránként egy dollárt keres.
A legtöbb tudós számára egy új felfedezést a pénzszerzés, a cégalapítás és a szabadalom megszerzése követ. De nem Dr. Karikó esetében. „Ez a legtávolabbi dolog Kati fejében” – mondta kollégája, Dr. Langer.
Karikó Katalin egy magyar kisvárosban, Kisújszálláson nőtt föl. A szegedi egyetemen szerzett Ph.D fokozatot és a Biológiai Kutatóban kezdett posztdoktori munkatársként dolgozni. 1985-ben, amikor elfogyott a pénz az egyetem kutatási programjára, Dr. Karikó, férje és 2 éves kislánya, Susan, Philadelphiába költözött a Temple Egyetem posztdoktori állására. Mivel a magyar kormány csak 100 dollárt engedett kivinni az országból, férjével 900 fontot (ma nagyjából 1246 dollárt) varrtak Susan játék mackójába. (Susan azóta kétszeres olimpiai aranyérmes lett evezésben.)
Amikor Dr. Karikó neki látott, az mRNS-területén még minden korai fázisban volt. A legalapvetőbb feladatok is nehezek voltak, ha nem is lehetetlenek. Hogyan lehet RNS-molekulákat egy laboratóriumban készíteni? Hogyan jut az mRNS a test sejtjeibe? 1989-ben elhelyezkedett Dr. Elliot Barnathannál, aki akkor a Pennsylvaniai Egyetem kardiológusa volt. Alacsony beosztású adjunktusi állást kapott, és senki sem gondolta róla, hogy valaha vezető állása lesz. Állítólag alapítványi pénzből támogatták, de nem kapott ilyet.
Ő és Dr. Barnathan azt tervezték, hogy mRNS-t injektálnak a sejtekbe, új fehérjék előállítására késztetve azokat. Az első kísérletek egyikében az volt a szándékuk, hogy az urokináz nevű fehérje előállítására utasítják a sejteket. Ha a kísérlet sikerrel jár, akkor egy új radioaktív molekula jelzi az új fehérjét. „A legtöbb ember csak röhögött rajtunk” – mondta Dr. Barnathan.
Aztán egy sorsdöntő napon a két tudós egy pontmátrix-nyomtató fölé hajolt, amely egy keskeny szobában állt a hosszú terem végén. A radioaktív molekula nyomon követéséhez gamma-számlálót csatlakoztattak a nyomtatóhoz. És a gamma-számláló elkezdte kattogni az adatokat.
A detektor olyan fehérjéket talált, amelyeket a sejtek állítottak elő. Olyan fehérjék születtek, amilyeneket a sejtek soha nem állítottak volna elő maguktól. Ez pedig arra utalt, hogy az mRNS felhasználható arra, hogy bármely sejt bármilyen fehérjét előállításon. Tetszés szerint.
„Istennek éreztem magam” – emlékezett vissza Dr. Karikó.
Karikó doktor és Dr. Barnathan ötletei sziporkáztak. Talán felhasználható lesz az mRNS az erek javítására egy szív bypass műtét során. Talán még az emberi sejtek élettartamának meghosszabbítására is felhasználhatják az eljárást.
Dr. Barnathan azonban hamarosan elhagyta az egyetemet, elfogadott egy állást egy biotechnológiai cégnél. Dr. Karikó laboratórium és pénzügyi támogatás nélkül maradt. Csak akkor dolgozhat továbbra is az egyetemen, ha talál egy másik laboratóriumot, amely felveszi. „Arra számítottak, hogy kilépek” – mondja. Az egyetemek csak korlátozott ideig támogatják az alacsony szintű Ph.D.-ket. Dr. Langer szerint: „Ha nem kapnak támogatást, akkor elengedik őket.” Dr. Karikó „nem voltam valami nagyszerű a támogatás-szerzésben”. Abban a pillanatban pedig „az mRNS inkább csak ötlet volt”.
De Dr. Langer – orvos rezidensként – Dr. Barnathan laboratóriumában dolgozott, onnan ismerte Karikót. Kérte az idegsebészeti osztályt, hogy adjanak esélyt Karikónak a kutatásra. „Megmentett engem” – mondja a doktornő.
Dr. Langer viszont úgy gondolja, hogy pontosan fordítva van: Dr. Karikó mentett meg engem – attól a gondolkodástól, amely oly sok tudósra jellemző. Kettőjük együttműködése során ugyanis rájött, hogy a valódi tudományos megismerés egyik kulcsa olyan kísérletek megtervezése, amelyek mindig mondanak valamit, még akkor is, ha olyasmit mondanak, amit a kutató nem akar hallani. Megtanulta, hogy a döntő adatok gyakran a nem a kisérletből, hanem a kisérlet ellenőrzéséből származnak. Ez a kísérletnek az a része, amikor összehasonlítás céljából csak placebót alkalmaznak.
„Van olyan tendencia, hogy a tudósok csak azért vizsgálnak adatokat, hogy igazolják saját elképzeléseiket” – mondta Dr. Langer. „A legjobb tudósok azt is megpróbálják bebizonyítani, hogy a tévednek. Kati zsenialitása az, hogy hajlandó volt elfogadni a kudarcot és tovább próbálkozni, és az a képessége is meg van, hogy válaszoljon olyan emberek kérdéseire, akik ahhoz sem elég okosak, hogy ezeket a kéréseket feltegyék. ”
Ő és Dr. Karikó kipróbálták az mRNS- hatását a sztrókra. A New York állam észak-nyugati végén fekvő Buffalo-ban. méteres havon kellett átgázolniuk, hogy egy laboratóriumban kipróbálhassák sztrókra hajlamos nyulakon. Kudarc. És akkor Dr. Langer elhagyta az egyetemet, és a tanszék vezetője azt mondta, hogy ő is távozik.
Dr. Karikó megint laboratórium nélkül maradt, és kutatására nem volt pénz.
Aztán egy másológépnél minden megváltozott. Dr. Weissman ott volt. Kati megszólította: „RNS tudós vagyok. Képes lennék mindent elérni az mRNS-el”. Dr. Weissman azt válaszolta, hogy éppen egy vakcinát kutat a HIV ellen. „Ó, igen, meg tudom csinálni” – mondta Dr. Karikó.
Dicsekvése ellenére az mRNS-kutatás elakadt. Sikerült olyan mRNS-molekulákat előállítani, amelyek a petri-csészékben lévő sejteket utasították az általa választott fehérje elkészítésére. De az mRNS nem működött élő egerekben.
– Senki sem tudta, miért – mondta Dr. Weissman. – Csak azt tudtuk, hogy az egerek megbetegednek. A bundájuk összeborzolódott, összegörnyedtek, abbahagyták az étkezést, a szaladgálást. Kiderült, hogy az immunrendszerük felismeri a behatoló mikrobákat azáltal, hogy kimutatja mRNS-üket és gyulladással reagál. Az egerek immunrendszere a tudósok mRNS-injekcióira úgy reagált, mintha kórokozók támadták volna meg. De ezzel egy újabb rejtvény várt megoldásra. Minden ember testének minden sejtje mRNS-t készít, és mégis, erre az immunrendszer nem reagál, mondhatni szemet huny felette. „Miért különbözik ettől az általam készített mRNS?” – csodálkozott Karikó doktor.
Egy kísérlet kontrollja végre nyomra vezetett. Dr. Karikó és Dr. Weissman azt ugyanis észrevette, hogy mRNS-ük immunreakciót vált ki. De az ellenőrzés során a kontrollmolekulák, az RNS-nek egyik másik formája – az úgynevezett transzfer RNS vagy tRNS – nem okoz ilyen reakciót az emberi testben. A tRNS-ben a pszeuduridinnek nevezett molekula lehetővé tette, hogy a szervezet elkerülje az immunválaszt. Mint kiderült, a természetben előforduló humán mRNS is tartalmazza ezt a molekulát. Amikor Dr. Karikó és Dr. Weissman az általuk készített mRNS-hez hozzáadták ezt a molekulát, ugyanez történt – sőt, az mRNS-t is sokkal erőteljesebbé tette, és minden sejtben tízszer annyi fehérje szintézisét irányította. Az az elképzelés, hogy pszeudurint adjanak az mRNS-hoz, hogy megvédjék a szervezet immunrendszerétől, alapvető tudományos felfedezés volt, izgalmas alkalmazási lehetőségek széles körével.
Ez azt jelentette, hogy az mRNS felhasználható a sejtek funkcióinak megváltoztatására anélkül, hogy az immunrendszer támadást indítana ellene. „Mindketten elkezdtünk írásban támogatást kérni” – mondta Dr. Weissman. „Legtöbbször nem kaptuk meg. Az embereket nem érdekelte az mRNS. Azok a személyek, akik a támogatásokról döntöttek, azt mondták, hogy az mRNS-ből nem lesz jó terápia, és legyenek szívesek ne zavarjanak. ” A vezető tudományos folyóiratok elutasították munkájukat. Amikor pedig a kutatás végül megjelent az Immunity-ben, kevés figyelmet kapott.
Dr. Weissman és Dr. Karikó ezután megmutatta, hogy képesek elérni azt, hogy egy állat – egy majom –, előállítson egy általuk kiválasztott fehérjét . Ebben az esetben majmok eritropoietin mRNS injekciót kaptak, amely fehérje a testet a vörösvérsejtek előállítására serkenti. Az állatok vörösvértest szintje megugrott. A tudósok úgy gondolták, hogy ugyanezzel a módszerrel arra lehet ösztönözni a testet, hogy bármilyen fehérje gyógyszert, például inzulint vagy más hormonokat, vagy néhány új cukorbetegség-gyógyszert készítsen. Fontos, hogy az mRNS felhasználható vakcinák készítésére is, az eddigiektől eltérő módon.
Ahelyett, hogy egy vírusdarabot injektálnának a testbe, az orvosok mRNS-t adhatnak be, amely utasítja a sejteket, hogy készítsék el maguk a vírusnak ezen részét.
„Gyógyszeripari vállalatokkal és kockázati tőkésekkel beszélgettünk. Senkit nem érdekelt – mondta Dr. Weissman. „Sokat veszekedtünk, de senki sem hallgatott ránk.” Végül aztán két biotechnológiai vállalat mégis észrevette a munkájukat: az egyesült államokbeli Moderna és a németországi BioNTech. A Pfizer együttműködött a BioNTech céggel, és most ők ketten segítik finanszírozni Dr. Weissman laboratóriumát.
Hamarosan elindultak egy influenza elleni mRNS-vakcina klinikai kísérletei, és többek között a citomegalovírus és a Zika-vírus elleni új vakcinák létrehozására törekedtek.
Aztán jött a koronavírus.
A kutatók már 20 éve tudták, hogy bármely koronavírus döntő jellemzője a felületén lévő tüskefehérje, amely lehetővé teszi a vírusnak, hogy az emberi sejtekbe injektálja magát. Az mRNS vakcina számára a vírusnak ez a tulajdonsága pontos célpont lehetett. Kínai tudósok 2020 januárjában tették közzé a Wuhant pusztító vírus genetikai szekvenciáját, és a kutatók mindenütt munkába álltak. A BioNTech órák alatt megtervezte mRNS-vakcináját; A Moderna két nap alatt tervezte meg ugyanezt.
Mindkét vakcina ötlete ugyanaz volt, hogy mRNS-t juttassanak a szervezetbe, amely rövid idő alatt utasítja az emberi sejteket a koronavírus tüskefehérjének előállítására. Az immunrendszer látván a fehérjét, idegenként ismeri fel azt, és megtanulja megtámadni a koronavírust, ha az bármikor is megjelenik a szervezetben. A vakcinának azonban lipidbuborékra volt szüksége az mRNS beágyazásához és annak a sejtekbe történő továbbításához. A megoldás gyorsan jött, több tudós, köztük Pieter Cullis, a Brit Kolumbiai Egyetem 25 éves kutatómunkája alapján.
De a tudósoknak még el kellett különíteniük a vírus tüskefehérjét a kínai kutatók által szolgáltatott genetikai adatok rengetegétől. Dr. Barney Graham, (Országos Egészségügyi Intézet) és Jason McClellan, (University of Texas) rövid időn belül megoldotta ezt a problémát. A gyorsan megtervezett vakcinák tesztelése hatalmas erőfeszítéseket igényelt a vállalatok és az Országos Egészségügyi Intézetek részéről. De Karikó doktornak nem voltak kétségei.
November 8-án megérkeztek a Pfizer-BioNTech vizsgálat első eredményei, amelyek azt mutatták, hogy az mRNS vakcina erőteljes immunitást nyújtott az új vírussal szemben. Dr. Karikó a férjéhez fordult. – Ó, működik – mondta. „Én is így gondoltam.” Ünneplésképpen egy egész doboz Goobers csokoládéval borított földimogyorót evett. Egyedül.
Dr. Weissman a családjával ünnepelt, megrendelte a vacsorát egy olasz étteremből, „borral” – mondta. Mélyen meg volt rendülve.. „Az álmom mindig az volt, hogy a laborban kifejlesztünk valamit, ami segít az emberiségnek” – mondta Dr. Weissman. „Életem álma megvalósult.”
Dr. Karikót és Dr. Weissmant december 18-án oltották be a Pennsylvaniai Egyetemen. Oltásuk sajtóeseménnyé vált, és ahogy a kamerák villogtak, az asszonyt – rá nem jellemző módon – magával ragadták az érzelmei. Az esemény főszervezője bejelentette, hogy Itt vannak azok a tudósok, akiknek kutatása lehetővé tette az oltást. Mindannyian tapsoltak. És Dr. Karikó elsírta magát.
A dolgok másképpen is történhettek volna, a tudomány és a világ számára is – mondta Dr. Langer. „Valószínűleg sok hasonló ember van, mint ők, aki azonban a nehéz úton elbuktak”.
Címkép: Karikó Hannah Yoon felvétele
Megjelent a New York Timesban, 2021. április 9-én.
Fordította Kereszty András