Posted by A New York Times cikke
>Magyarországon nőtt fel, egy hentes lányaként. Már akkor eldöntötte, hogy tudós lesz, amikor még soha nem találkozott tudóssal. Huszonéves korában az Egyesült Államokba költözött, de évtizedekig nem talált állandó állást magának, az egyetemi élet peremén kapaszkodott.
Most a 66 éves Karikó Katalin, akit a kollégák csak Katinak hívnak, a Covid-19 vakcinafejlesztés egyik hősévé lett. Munkája, közeli munkatársával, Dr. Drew Weissmannal, a Pennsylvaniai Egyetemen megalapozta a Pfizer-BioNTech és a Moderna által gyártott elképesztően sikeres vakcinákat. Hétfőn közösen kapták meg kutatásaikért az élettani vagy másként orvosi Nobel-díjat.
Dr. Karikó egész pályafutása során a “hírvivőre” az RNS-re, vagyis az mRNS-re összpontosított – arra a genetikai forgatókönyvre, amely a DNS utasításait továbbítja az egyes sejtek fehérjekészítő gépezetének. Meggyőződése volt, hogy az mRNS-t fel lehet használni arra, hogy a sejteket utasítsa saját gyógyszereik előállítására, beleértve a vakcinákat is. A Pennsylvaniai Egyetemen a karrierje sok éven át törékeny volt. Laboratóriumról laborra vándorolt, egyik vezető tudós a másik után fogadta be munkatársának. Soha nem keresett többet évi 60 000 dollárnál.
Dr. Karikó minden jel szerint intenzív és céltudatos, és annak a pultnak él – a laboratóriumban lévő helynek, – ahol dolgozik. A hírnév kevéssé érdekli. “Az asztalom megvan, a tudomány pedig jó” – vonta meg a vállát egy nemrégiben adott interjújában. “Más kit érdekel?”
Dr. Anthony Fauci, a Nemzeti Allergia- és Fertőző Betegségek Intézetének igazgatója ismeri Dr. Karikó munkáját. “Ő pozitív értelemben véve megszállottja volt a “hírvivő” RNS fogalmának” – mondta.
Dr. Karikó küzdelme, hogy talpon maradjon a tudományos életben, ismerősen cseng a tudósok számára. Szüksége volt ösztöndíjakra, hogy meglehetősen vadnak és fantáziadúsnak tűnő elképzeléseit megvalósíthassa. Nem kapta meg őket, még azután sem, amikor a hétköznapibb kutatásokat jutalmazták. “Amikor az ötleted ellentétes a hagyományos bölcsességgel, amelynek a szakma sztárjai számára értelme van, nagyon nehéz kitörni” – mondta Dr. David Langer idegsebész, aki együtt dolgozott Dr. Karikóval. Dr. Karikó elképzelései az mRNS-ről határozottan unortodoxak voltak. Egyre inkább úgy tűnik, hogy előrelátóak is voltak.
“Átalakító elmélet lesz” – mondta Dr. Fauci az mRNS-kutatásról. “Már most is átalakítja a Covid-19 elleni védekezést, de más vakcinák esetében is hatékony lehet. A H.I.V. kutatáson dolgozók már most izgatottak. Aztán ott az influenza, malária….”
Dr. Karikó számára szinte minden egyes nap a laboratóriumban töltött nap volt. “Te nem dolgozni mész – hanem szórakozni” – mondta neki férje, Francia Béla, egy lakópark igazgatója, amikor esténként és hétvégén fáradtan hazaesett az irodából. Egyszer kiszámolta, hogy a véget nem érő munkanapjai azt jelentették, hogy óránként körülbelül egy dollárt keresett.
Sok tudós számára egy-egy új felfedezést egy pénzkeresetet kiszámító terv követ, azért hogy céget alapítson és szabadalmat szerezzen. De nem Dr. Karikó számára. “Kate-nek ez áll a legtávolabb a gondolataitól” – mondta Dr. Langer.
Egy magyar kisvárosban, Kisújszálláson nőtt fel. A Szegedi Tudományegyetemen szerzett doktori címet, majd posztdoktori ösztöndíjasként dolgozott a Szegedi Biológiai Kutatóközpontban. 1985-ben, amikor az egyetem kutatási programja kifogyott a pénzből, Dr. Karikó, férje és kétéves kislánya, Zsuzsi Philadelphiába költözött, hogy a Temple Egyetemen posztdoktori munkát vállaljon. Mivel a magyar kormány csak 100 dollárt engedett nekik kivinni az országból, férjével együtt 900 fontot (ma nagyjából 1246 dollár) varrtak Zsuzsi mackójába. (Zsuzsa – már mint Susan – amerikai állampolgárként kétszeres olimpiai aranyérmes lett evezésben).
Amikor Dr. Karikó elkezdte kutató munkáját, az mRNS területén még minden nagyon korai stádiumban volt. Még a legalapvetőbb feladatok is nehéznek, néha lehetetlennek bizonyultak. Hogyan lehet RNS-molekulákat előállítani egy laboratóriumban? Hogyan juttatjuk be az mRNS-t a test sejtjeibe? 1989-ben munkát kapott Dr. Elliot Barnathan-nál, aki akkoriban a Pennsylvaniai Egyetem kardiológusa volt. Ez egy alacsony szintű pozíció volt, és az ilyen soha nem szokott álláshoz vezetni. Eredetileg úgy volt, hogy pályázati pénzekből fizetik, de nem érkezett semmi.
Ő és Dr. Barnathan azt tervezték, hogy mRNS-t juttatnak a sejtekbe, és új fehérjék előállítására késztetik azokat. Az első kísérletek egyikében azt remélték, hogy a sejteket egy urokináz receptor nevű fehérje előállítására tudják utasítani. Ha a kísérlet sikerül, akkor az új fehérjét egy radioaktív molekulával fogják felderíteni. “A legtöbb ember kinevetett minket” – mondja Dr. Barnathan.
Egy jeles napon a két tudós egy hosszú folyosó végén lévő szűk szobában egy pontmátrixnyomtató fölött hajolgatott. A nyomtatóhoz egy gammamérő volt csatlakoztatva, amellyel a radioaktív molekulát akarták nyomon követni. A gammamérő elkezdte ontani az adatokat.
A detektor olyan sejtek által termelt új fehérjéket talált, amelyeknek soha nem kellett volna létezniük – ami arra utal, hogy az mRNS segítségével bármely sejtet tetszés szerint bármilyen fehérje előállítására lehet Késztetni. “Úgy éreztem magam, mint egy isten” – emlékezett vissza Dr. Karikó.
Ő és Dr. Barnathan tele voltak ötletekkel. Talán az mRNS-t felhasználhatják az erek javítására a szív bypass műtétekhez. Talán még az emberi sejtek élettartamának meghosszabbítására is használhatják az eljárást. Dr. Barnathan azonban hamarosan elhagyta az egyetemet, és állást vállalt egy biotechnológiai cégnél, Dr. Karikó pedig labor és anyagi támogatás nélkül maradt. Csak akkor maradhatott a Penn-en, ha talált egy másik laboratóriumot, amelyik felveszi őt. “Arra számítottak, hogy majd kilépek” – mondta.
Az egyetemek csak korlátozott ideig támogatják az alacsony szintű doktoranduszokat, mondta Dr. Langer: “Ha nem kapnak ösztöndíjat, akkor elengedik őket.” Dr. Karikó “nem számított nagyszerű pályázatírónak”, és akkoriban “az mRNS inkább csak egy ötlet volt” – mondta.
Dr. Langer azonban ismerte Dr. Karikót még rezidens korából, amikor Dr. Barnathan laboratóriumában dolgozott. Dr. Langer sürgette az idegsebészeti osztály vezetőjét, hogy adjon esélyt Dr. Karikó kutatásának. “Megmentett engem” – mondta Karikó Kati. Dr. Langer úgy gondolja, hogy Dr. Karikó volt az, aki megmentette őt – attól a fajta gondolkodásmódtól, amely oly sok tudós halálát okozza.
A vele való együttműködés során rájött, hogy az igazi tudományos megértés egyik kulcsa az, hogy olyan kísérleteket tervezzünk, amelyek mindig mondanak valamit, még akkor is, ha az valami olyasmi, amit nem akarunk hallani. Megtanulta, hogy a döntő adatok gyakran a kontrollból származnak – a kísérletnek abból a részéből, amely egy összehasonlításhoz használt műanyagot tartalmaz.
“Van egy olyan tendencia, amikor a tudósok az adatokat vizsgálják, akkor megpróbálják érvényesíteni a saját elképzelésüket” – mondta Dr. Langer. “A legjobb tudósok megpróbálják bebizonyítani, hogy tévednek. Kate zsenialitása abban rejlett, hogy hajlandó volt elfogadni a kudarcot és tovább próbálkozni, valamint abban, hogy képes volt megválaszolni olyan kérdéseket, amelyeket az emberek nem voltak elég okosak feltenni.”
Dr. Langer azt remélte, hogy az mRNS-t olyan betegek kezelésére használhatja, akiknél agyműtét után vérrögök keletkeztek, amelyek gyakran agyvérzéshez vezetnek. Az volt az ötlete, hogy ráveszi az erekben lévő sejteket, hogy nitrogén-oxidot termeljenek, egy olyan anyagot, amely tágítja az ereket, de felezési ideje néhány ezredmásodperc. Az orvosok nem tudják csak úgy beadni a betegeknek.
Ő és Dr. Karikó az mRNS-t a stroke tanulmányozására használt izolált vérereken próbálták ki. Nem sikerült. A hóban tapostak Buffalóban, N.Y. államban, hogy laboratóriumban, stroke-ra hajlamos nyulakon próbálják ki. Ismét kudarc. Aztán Dr. Langer elhagyta az egyetemet, és a tanszékvezető közölte, hogy ő is távozik. Dr. Karikó ismét labor és kutatási pénz nélkül maradt. Egy találkozás egy fénymásoló gépnél megváltoztatta ezt. Dr. Weissman arra járt, és beszélgetésbe elegyedett vele. “Azt mondtam: “RNS-kutató vagyok – bármit el tudok készíteni mRNS-sel” – emlékezett vissza Dr. Karikó. Dr. Weissman elmondta neki, hogy vakcinát szeretne készíteni a H.I.V. ellen. “Azt mondtam, hogy igen, igen, meg tudom csinálni” – mondta Dr. Karikó.
Bátorsága ellenére az mRNS-sel kapcsolatos kutatása megrekedt. Olyan mRNS-molekulákat tudott előállítani, amelyek petri-csészékben lévő sejteket utasítottak arra, hogy az általa kiválasztott fehérjét állítsák elő. De az mRNS nem működött élő egerekben. “Senki sem tudta, hogy miért” – mondta Dr. Weissman. “Csak annyit tudtunk, hogy az egerek megbetegedtek. A bundájuk felborzolódott, meggörnyedtek, abbahagyták az evést, abbahagyták a futkosást.”
Kiderült, hogy az immunrendszer úgy ismeri fel a behatoló mikrobákat, hogy érzékeli az mRNS-üket, és erre gyulladással válaszol. A tudósok mRNS-injekciói az immunrendszer számára viszont úgy tűntek, mintha a kórokozók inváziója történt volna. De ezzel a válasszal együtt egy másik rejtély is adódott. Minden ember testének minden sejtje mRNS-t állít elő, az immunrendszer pedig efölött szemet huny. “Miért más az általam előállított mRNS?” tűnődött Dr. Karikó.
Egy kísérletben végzett ellenőrzés végül megfejtést adott. Dr. Karikó és Dr. Weissman észrevette, hogy az általuk előállított mRNS túlreagálást okozott az immunrendszerben. A kontroll molekulák, az emberi szervezetben található RNS egy másik formája – az úgynevezett transzfer vagy “hírvivő” RNS, vagy tRNS – azonban nem.
A tRNS-ben lévő pszeudouridin nevű molekula lehetővé tette, hogy kikerülje az immunválaszt. Mint kiderült, a természetben előforduló emberi mRNS is tartalmazza ezt a molekulát. A Dr. Karikó és Dr. Weissman által készített mRNS-hez adva a molekula ugyanezt tette – és az mRNS-t sokkal erősebbé is tette, minden egyes sejtben tízszer annyi fehérje szintézisét irányította.
Az ötlet, hogy a pszeudouridin hozzáadása az mRNS-hez megvédi azt a szervezet immunrendszerétől, olyan alapvető tudományos felfedezés volt, amelynek számos izgalmas alkalmazása van. Ez azt jelentette, hogy az mRNS-t fel lehet használni a sejtek funkcióinak megváltoztatására anélkül, hogy az immunrendszer támadását váltaná ki.
“Mindketten elkezdtünk pályázatokat írni” – mondta Dr. Weissman. “A legtöbbet nem nyertük meg. Az embereket nem érdekelte az mRNS. Azok az emberek, akik a támogatásokat elbírálták, azt mondták, hogy az mRNS nem lesz jó terápiás szer, úgyhogy ne is foglalkozzanak vele.””
A vezető tudományos folyóiratok elutasították a munkájukat. Amikor a kutatás végül megjelent az Immunity című folyóiratban, kevés figyelmet kapott.
Dr. Weissman és Dr. Karikó aztán megmutatta, hogy egy állatot – egy majmot – rá tudtak venni az általuk kiválasztott fehérje előállítására. Ebben az esetben a majmokba az eritropoetin mRNS-ét fecskendezték be, egy olyan fehérjét, amely a szervezetet vörösvértestek előállítására serkenti. Az állatok vörösvérsejtszáma megugrott. Úgy gondolták, hogy ugyanez a módszer alkalmazható arra, hogy a szervezetet bármilyen fehérje hatóanyag, például inzulin vagy más hormonok, illetve néhány új, cukorbetegség elleni gyógyszer előállítására késztessék. A legfontosabb, hogy az mRNS-t olyan vakcinák előállítására is fel lehetne használni, amilyeneket korábban még nem láttak.
Ahelyett, hogy egy vírus egy darabját injektálnák a szervezetbe, az orvosok be tudnák injektálni az mRNS-t, amely arra utasítaná a sejteket, hogy rövid időre állítsák elő a vírus adott részét.
“Beszéltünk gyógyszeripari vállalatokkal és kockázati tőkebefektetőkkel. Senkit sem érdekelt” – mondta Dr. Weissman. “Sokat kiabáltunk, de senki sem hallgatott ránk.” Végül azonban két biotechnológiai vállalat felfigyelt a munkára: A Moderna az Egyesült Államokban és a BioNTech Németországban. A Pfizer társult a BioNTech-kel, és most ők ketten segítenek Dr. Weissman laboratóriumának finanszírozásában.
Hamarosan megkezdődtek egy mRNS influenza elleni vakcina klinikai vizsgálatai, és többek között a citomegalovírus és a Zika-vírus elleni új vakcinák kifejlesztésére is történtek erőfeszítések. Aztán jött a koronavírus.
A kutatók már 20 éve tudták, hogy minden koronavírus döntő jellemzője a felszínén található spike fehérje, amely lehetővé teszi a vírus számára, hogy bejuttassa magát az emberi sejtekbe. Ez egy mRNS-vakcina kövér célpontja volt.
Kínai tudósok 2020 januárjában közzétették a Wuhanban pusztító vírus genetikai szekvenciáját, és a kutatók mindenütt munkához láttak. A BioNTech órák alatt megtervezte az mRNS-vakcinát, a Moderna két nap alatt. Mindkét vakcina ötlete az volt, hogy olyan mRNS-t juttassanak a szervezetbe, amely rövid időre utasítja az emberi sejteket a koronavírus tüskefehérjének előállítására. Az immunrendszer látná a fehérjét, felismerné, hogy idegen, és megtanulná megtámadni a koronavírust, ha az valaha is megjelenne a szervezetben.
Az oltóanyagoknak azonban szükségük volt egy lipidbuborékra, amely beburkolja az mRNS-t, és eljuttatja azt a sejtekhez, amelyekbe bejutna. Ez a ” jármű” gyorsan előkerült, több tudós, köztük Pieter Cullis, a Brit Columbia Egyetem munkatársa 25 éves munkája alapján. A tudósoknak a vírus tüskefehérjét is izolálniuk kellett a kínai kutatók által biztosított genetikai adatok bőséges tárházából. Dr. Barney Graham, a National Institutes of Health munkatársa és Jason McClellan, az austini Texasi Egyetem munkatársa rövid időn belül megoldotta ezt a problémát.
A gyorsan megtervezett vakcinák tesztelése monumentális erőfeszítést igényelt a vállalatok és a Nemzeti Egészségügyi Intézetek részéről. Dr. Karikó azonban nem kételkedett. November 8-án megérkeztek a Pfizer-BioNTech vizsgálat első eredményei, amelyek azt mutatták, hogy az mRNS-vakcina erős védettséget biztosít az új vírussal szemben. Dr. Karikó a férjéhez fordult. “Ó, ez működik” – mondta. “Én is így gondoltam.” Ennek örömére megevett egy egész doboz Goobers csokoládéval bevont mogyorót. Egyedül.
Dr. Weissman a családjával ünnepelt, egy olasz étteremből rendelt vacsorát, “borral” – mondta. “Mindig is az volt az álmom, hogy a laboratóriumban kifejlesztünk valamit, ami segít az embereken” – mondta Dr. Weissman. “Teljesítettem életem álmát.”
Dr. Karikót és Dr. Weissmant december 18-án oltották be a Pennsylvaniai Egyetemen. Az oltásuk sajtóeseménybe torkollott, és ahogy a kamerák villogtak, Karikó szokatlanul túlterheltnek érezte magát.
Címkép: Karikó Katalin februárban a Pa. állambeli Jenkintownban lévő otthonában.
Fordította: Újnépszabadság