DogađajiLjudiMedicinanajnovijeNaslovna vijestPojaveRadoznala Lola

Kati Kariko je pomogla svijetu da se zaštiti od Korona virusa

Sarađujući sa posvećenim kolegama, dr Kariko je postavila temelje za mRNA vakcine koje su preokrenule tok pandemije.

Prevela: Maja Dropić

New York Times

Katalin Kariko u svom domu u gradu Jenkintown, PA u februaru. Rano istraživanje doktorice Kariko o mRNK je, naposlijetku, dovelo do razvoja vakcina Moderna i Pfizer-BioNTech.

Ona je odrasla u Mađarskoj kao kćerka mesara. Odlučila je da želi da bude naučnik, iako se nikada nije susrela sa nekim naučnikom. Preselila se u Sjedinjene Države u svojim dvadesetima, ali decenijama nije uspijevala da nađe stalni posao, pa je zbog toga bila na rubu akademske zajednice.

Sada je Katalin Kariko (66), koju kolege znaju kao Kati, postala jedan od heroja zaslužnih za razvoj vakcine protiv Kovida-19. Njen rad sa njenim bliskim saradnikom dr Druom Vajsmanom (Drew Weissman) sa Univerziteta u Pensilvaniji, postavio je temelje zapanjujuće uspješnih vakcina koje su napravili Pfizer-BioNTech i Moderna.

Tokom čitave karijere, dr Kariko se fokusirala na prijenosnike RNA ili mRNA – genetsku skriptu koja sadrži DNK uputstva za mehanizme za proizvodnju proteina u svakoj ćeliji. Bila je ubijeđena da se mRNK može koristiti kako bi ćelije pravile sopstvene lijekove, uključujući i vakcine.

Međutim, njena karijera na Univerzitetu u Pensilvaniji dugi niz godina nije bila uspješna. Pomjerala se iz jedne laboratorije u drugu, oslanjajući se na to da će je neko od viših naučnika primiti. Nikada nije zarađivala više od 60.000 dolara godišnje.

Foto: Unsplash

Po svemu sudeći borbena i odlučna, dr Kariko živi za labaratoriju u kojoj radi. Njoj nije stalo do slave.

“Nauka je dobra”, slegla je ramenima u nedavnom intervjuu. “Koga je briga za ostalo?”

Dr Antoni Fauči (Anthony Fauci), direktor Nacionalnog instituta za alergije i zarazne bolesti, upoznat je sa radom dr Kariko. „Bila je, u pozitivnom smislu, nekako opsjednuta pojmom prijenosnika RNA“, rekao je.

Naučnicima su poznate borbe dr Kariko da ostane u akademskim krugovima. Trebale su joj pozajmice da bi slijedila ideje koje su se činile nemoguće i idealizovane. Nije ih dobila, bez obzira na to što su jednostavnija istraživanja nagrađivana.

„Teško je uspjeti kada se vaša ideja kosi sa konvencijama u koje vrhovna komora vjeruje”, rekao je dr Dejvid Langer, neurohirurg koji je radio sa dr Kariko.

Ideje dr Kariko o mRNA su zasigurno bile nesvakidašnje. Takođe, čini se da su one predvidjele budućnost.

“To će u velikoj mjeri promijeniti stvari”, dr Fauči je rekao za mRNA istraživanje. “Već je promijenilo tok Kovida-19, ali će donijeti i veliku promjenu za druge vakcine. Uticaće na H.I.V. – ljudi u toj oblasti su već uzbuđeni, kao i na gripe i malariju.”

 

Osjećala sam se kao Bog

Doktorica Kariko je veći dio svakog dana provodila u laboratoriji. “Ne ideš na posao, ideš da se zabaviš,” govorio joj je njen muž, Bela Francia, upravnik stambenog kompleksa, kada bi se ona uveče i vikendima vraćala na posao. Jednom je izračunao da njeni beskrajni radni dani znače da ona zarađuje oko jedan dolar na sat.

Za mnoge naučnike novo otkriće je praćeno planom zarade, osnivanjem firme i dobijanjem patenta. Ali ne i za doktoricu Kariko. „To je posljednja stvar o kojoj ona misli“, rekao je dr Langer.

Odrasla je u malom mađarskom gradu Kisujszallas. Doktorirala je na Univerzitetu u Segedinu i radila je kao gostujući profesor u univerzitetskom Biološkom istraživačkom centru.

Kada je univerzitetskom istraživačkom programu ponestalo novca 1985. godine, dr Kariko, njen suprug i dvogodišnja kćerka Suzan preselili su se u Filadelfiju zbog njenog posla kao gostujući profesor na Univerzitetu Temple. Pošto im je mađarska vlada dozvolila da iz zemlje iznesu samo 100 dolara, ona i njen suprug su ušili 900 funti (otprilike 1.246 dolara danas) u kćerkinog plišanog medu. (Suzan je postala dvostruka osvajačica zlatne olimpijske medalje u veslanju.) Kada je dr Kariko počinjala svoj rad, polje mRNK je bilo slabo istraženo. Čak su i najosnovniji zadaci bili teški, ako ne i nemogući. Kako se u laboratoriji prave molekuli RNK? Kako se mRNK unosi u ćelije tijela?

Ona se zaposlila kod doktora Eliota Barnatana 1989. godine, koji je tada radio kao kardiolog na Univerzitetu u Pensilvaniji. Bila je to početnička pozicija, docent istraživačkog rada, i nije je mogla dovesti do stalnog radnog mjesta. Trebalo je da dobija donacije, ali to se nije desilo.

Ona i dr Barnatan su planirali da ubace mRNK u ćelije, navodeći ih da stvaraju nove proteine. U jednom od prvih eksperimenata nadali su se da će strategijski uputiti ćelije da naprave protein poznat kao receptor za urokinazu. Ako bi eksperiment uspio, otkrili bi novi protein sa radioaktivnim molekulom koji bi bio privučen n a receptor.

“Većina ljudi nam se smijala”, rekao je dr Barnatan.

Jednog sudbonosnog dana, oni su se nadvili nad matričnim štampačem u uskoj sobi na kraju dugog hodnika. Gama brojač, potreban za praćenje radioaktivnog molekula, bio je pričvršćen za štampač. Počeo je izbacivati podatke.

Njihov detektor je pronašao nove proteine koje su proizvele ćelije koje nikada nisu trebale da ih naprave – što sugeriše da bi mRNK mogla da se koristi za usmjeravanje bilo koje ćelije da proizvede bilo koji protein, po našoj želji.

“Osjećala sam se kao Bog”, prisjetila se doktorica Kariko.

 

Dr Kariko i njena porodica 1985. godine.

 

Ona i dr Barnatan su imali mnoštvo novih ideja. Možda bi mogli da koriste mRNK za poboljšanje krvnih sudova za bajpas operaciju srca. Možda bi čak mogli i da koriste ovu proceduru kako bi produžili životni vijek ljudskih ćelija.

Doktor Barnatan je, međutim, ubrzo napustio univerzitet, zbog posla u biotehnološkoj firmi, a dr Kariko je ostala bez laboratorije i finansijske podrške. Mogla je ostati tu samo pod uslovom da nađe drugu laboratoriju koja bi je primila. „Očekivali su da ću dati otkaz“, rekla je.

Univerziteti podržavaju profesore sa doktorijskim studijama nižeg nivoa samo određeno vrijeme, dr Langer je rekao. „Ako ne dobiju donaciju, otpustiće ih.“ Dr Kariko „nije baš bila dobra u skupljanju donacija“, a u tom trenutku „mRNA je bila više od same ideje“, rekao je.

Međutim, dr Langer je poznavao dr Kariko još iz vremena kada je bio na usavršavanju za doktora i kada je radio u laboratoriji dr Barnatana. Doktor Langer je pozvao šefa odjela za neurohirurgiju i urgirao je da se da šansa istraživanju dr Kariko. „On me je spasio “, rekla je.

Dr Langer smatra da je dr Kariko zapravo spasila njega – od razmišljanja koje osudi na propast veliki broj naučnika.

Radeći s njom, shvatio je da je jedan od ključeva pravog naučnog razumijevanja dizajniranje eksperimenata koji vam uvijek nešto kažu, čak i ako je to nešto što ne želite da čujete. Ključni podaci često dolaze iz kontrole, saznao je on – dijela eksperimenta koji uključuje lažnu supstancu za poređenje.

„Postoji tendencija da naučnici gledaju podatke kako bi potvrdili sopstvenu ideju“, rekao je dr Langer. „Najbolji naučnici pokušavaju da dokažu da griješe. Kejtina moć je bila njena spremnost da prihvati neuspjeh i nastavi da pokušava dalje, kao i njena sposobnost da odgovara na pitanja za koja ljudi nisu bili dovoljno pametni da ih uopšte postave. “

Doktor Langer se nadao da će koristiti mRNK za liječenje pacijenata kod kojih su se pojavili krvni ugrušci nakon operacije na mozgu, što često dovodi do moždanog udara. Njegova ideja je bila da ćelije u krvnim sudovima naprave azotni oksid, supstancu koja širi krvne sudove, ali ima poluživot u milisekundama. Doktori ne mogu samo da daju takvu inekciju pacijentima.

On i dr Kariko su isprobali sopstvenu mRNK na izolovanim krvnim sudovima koji se koriste za proučavanje moždanog udara. Nije uspjelo. Vukli su se kroz snijeg u Bafalu, u državi Njujork, da bi isto probali u laboratoriji sa zečevima sklonima moždanim udarima. Ponovo su doživjeli neuspjeh.

A onda je doktor Langer napustio univerzitet, a predsjedavajući odsijeka je rekao da i on odlazi. Dr Kariko je ponovo ostala bez laboratorije i bez sredstava za istraživanje.

Foto: Unsplash

Sastanak kod mašine za fotokopiranje je to promijenio. Doktor Vajsman se slučajno zadesio tu i ona je započela razgovor. „Rekla sam da ja izučavam RNK – i da mogu da napravim bilo šta pomoću mRNK “, prisjetila se dr Kariko.

Doktor Vajsman joj je rekao da on želi da napravi vakcinu protiv HIVa. Rekla sam: “Da, da. Ja to mogu uraditi.”, prisjetila se ona.

Uprkos njenoj hrabrosti, njeno istraživanje mRNK je stalo. Mogla je da napravi molekule mRNK koje su navodile ćelije u zdjelicama za ispitivanje da naprave protein po njenom izboru. Ali mRNK nije djelovala kod živih miševa.

“Niko nije znao zašto je to tako,” rekao je dr Vajsman. “Znali smo samo da su se miševi razboljeli. Krzno im se razbarušilo, pogrbili su se, prestali su da jedu i da trče“.

Ispostavilo se da imunološki sistem prepoznaje invazivne mikrobe otkrivajući njihovu mRNK i reagujući upalom. Inekcije mRNK izgledale su imunološkom sistemu kao invazija patogena.

Ali sa tim saznanjem stigla je i druga zagonetka. Svaka ćelija u tijelu svake osobe stvara mRNK, a imunološki sistem ne reaguje na to. „Zašto je mRNK koju sam ja napravila drugačija?“, pitala se dr Kariko.

Kontrola u eksperimentu je konačno dala trag. Dr Kariko i dr Vajsman su primjetili da je njihova mRNK prouzrokovala prekomjernu reakciju imunološkog sistema. Ali kontrolni molekuli, drugi oblik RNK u ljudskom tijelu – takozvana prijenosna RNK ili tRNK – nisu proizveli takvu reakciju.

Molekul nazvan pseudouridin u tRNK omogućio je da se izbjegne imunološki odgovor. Ispostavilo se da ljudska mRNK takođe sadrži ovaj molekul.

Kada su ga dodali u mRNK koju su napravili dr Kariko i dr Vajsman, molekul je učinio isto – i takođe je učinio mRNK mnogo moćnijom, usmjeravajući desetostruko sintezu proteina u svakoj ćeliji.

Misao da je dodavanje pseudouridina u mRNK spriječilo reakciju imunološkog sistema tijela bila je osnovno naučno otkriće sa širokim spektrom uzbudljivih primjena. To je značilo da se mRNK može koristiti za promjenu funkcija ćelija bez podsticanja napada imunološkog sistema.

“Oboje smo počeli tražiti donacije,” rekao je dr Vajsman. “Većinu nismo dobili. Ljude nije zanimala mRNK. Ljudi koji su pregledavali zahtjeve za donacije su rekli da mRNK neće biti dobar lijek, tako da se ne zamaramo time.”

Vodeći naučni magazini odbacili su njihov rad. Kada je istraživanje konačno objavljeno, u magazinu Immunity, nije dobilo mnogo pažnje.

Foto: Unsplash

Dr Vajsman i dr Kariko su tada pokazali da mogu navesti životinju – majmuna – da stvori protein koji su izabrali. U ovom slučaju, ubrizgali su majmunima mRNK za eritropoetin, protein koji stimuliše tijelo da stvara crvene krvne ćelije. Broj crvenih krvnih zrnaca kod životinja je porastao.

Naučnici su mislili da se ista metoda može koristiti za podsticanje tijela da proizvede bilo koji proteinski lijek, poput insulina ili drugih hormona ili nekih novih lijekova za dijabetes. Od presudne je važnosti da se mRNK takođe može koristiti za pravljenje vakcina kakve do sada nisu viđene.

Umjesto da u tijelo ubrizgaju malo virusa, ljekari bi mogli ubrizgati mRNK koja će uputiti ćelije da nakratko naprave taj dio virusa.

„Razgovarali smo sa farmaceutskim kompanijama i investitorima. Nikoga nije bilo briga “, rekao je dr Vajsman. „Stalno smo pričali o tome, ali niko nije želio da sluša.“

Na kraju su, međutim, dvije biotehnološke firme primjetile naš rad: Moderna u Sjedinjenim Državama i BioNTech u Njemačkoj. Pfizer se udružio sa firmom BioNTech, i oni sada pomažu u finansiranju laboratorije dr. Vajsmana.

 

„Pa ovo stvarno radi”

Uskoro su počela klinička ispitivanja mRNK vakcine protiv gripe, a uz to, uložen je napor za stvaranje novih vakcina protiv citomegalovirusa i virusa Zika. A onda se pojavio Korona virus.

Istraživači su već 20 godina znali da je presudna karakteristika svakog Korona virusa protein koji se nalazi na njegovoj površini, i koji omogućava virusu da se ubrizga u ljudske ćelije. Taj protein je bio glavna meta mRNA vakcine.

Kineski naučnici su objavili genetski niz virusa koji je harao Vuhanom u januaru 2020. godine, a istraživači širom svijeta su se bacilli na posao. BioNTech je dizajnirao svoju mRNK vakcinu za nekoliko sati; a Moderna ju je dizajnirala za dva dana.

Zamisao za ove vakcine je bila da se u tijelo uvede mRNK koja će nakratko uputiti ljudske ćelije da proizvode protein Korona virusa. Imunološki sistem bi vidio protein, prepoznao ga kao stranca i naučio bi da napada Korona virus ako bi se on ikada pojavio u tijelu.

Foto: Unsplash

Vakcinama je, međutim, bio potreban lipidni mjehur kako bi ugradio mRNK i prenio ga do ćelija u koje će ući. To je došlo brzo, na osnovu 25 godina rada više naučnika, uključujući Pietra Kalinsa sa Univerziteta u Britanskoj Kolumbiji.

Naučnici su takođe morali da izoluju protein virusa od obilja genetskih podataka koje su pružili kineski istraživači. Dr Barni Grejam, iz Nacionalnog instituta za zdravlje i Džejson Meklian sa Univerziteta Teksas u Austinu, su riješili taj problem u kratkom roku.

Testiranje brzo dizajniranih vakcina zahtjevalo je ogromne napore firmi i Nacionalnog instituta za zdravlje, ali dr Kariko nije sumnjala u ishode.

Prvi rezultati istraživanja BioNTecha su stigli 8. novembra, pokazujući da je mRNA vakcina nudila snažan imunitet na novi virus. Dr Kariko se okrenula prema svom mužu i rekla “Pa ovo stvarno radi, tako sam i mislila.”

Da bi proslavila, pojela je sama čitavu kutiju kikirikija prelivenog čokoladom.

Dr Vajsman je ovo proslavio sa porodicom naručivši hranu i vino iz jednog italijanskog restorana. On je u sebi bio oduševljen.

“Moj san je oduvijek bio da stvarimo u laboratoriji nešto što će pomoći ljudima. Ostvario sam svoj životni san.” rekao je dr Vajsman.

Dr Kariko i dr Vajsman su vakcinisani 18. decembra na Univerzitetu u Pensilvaniji. Njihovo vakcinisanje se pretvorilo u događaj za štampu, a kako su kamere bljeskale, ona je počela da se osjeća neobično preplavljeno emocijama.

Organizator je rekao ljekarima i medicinskim sestrama da su tu prisutni naučnici čija su istraživanja omogućila ove vakcinu i svi su aplaudirali. Dr Kariko je zaplakala.

Sve je ovo moglo otići i u drugom smjeru, za naučnike i za svijet, rekao je dr Langer. “Ima mnogo ljudi poput nje koji nisu uspjeli u svojim namjerama,” dodao je.

Pročitaj još

Od iste osobe

Najnovije