ΤΙΜΕ | Corbett, Graham, Kariko & Weissman είναι οι ήρωες του 2021

Φωτογραφία εξωφύλλου από την Mattia Balsamini για το TIME

Φωτογραφία εξωφύλλου και κειμένου : Mattia Balsamini για το TIME 

Κανείς δεν γνωρίζει με βεβαιότητα από που προήλθε ο ιός. Θα μπορούσε να ήταν από τα βάθη μιας από τις εκατοντάδες σπηλιές νυχτερίδων που είναι διάσπαρτες σε όλη την Κίνα. Μεταφερόμενος μέσα σε μια νυχτερίδα, ο ιός μπορεί να μεταπήδησε σε άλλο άγριο ζώο, ίσως ένα από αυτά που πωλούνται στις υγρές αγορές της περιοχής. Είναι επίσης πιθανό ο SARS-CoV-2, ο ιός που προκαλεί το COVID-19, να γλίστρησε από ένα εργαστήριο στο Ινστιτούτο Ιολογίας της Γουχάν-εν αγνοία των ερευνητών που μελετούσαν κορονοϊούς που μεταδίδονται από νυχτερίδες- οι οποίοι ίσως μολύνθηκαν ακούσια από το ίδιο πράγμα.

Ένας ιός, που είναι απλώς μια δέσμη γενετικού υλικού τυλιγμένη σε μια δέσμη πρωτεϊνών, χρειάζεται τον μηχανισμό ενός ζωντανού πράγματος για να αναπαραχθεί. Είναι στα σκοτεινά “σπήλαια” των σωμάτων που συνεχίζει να αλλάζει σχήμα, βρίσκοντας νέους τρόπους για να εξαπλωθεί και να ευδοκιμήσει.

Μόνο καθώς ο ιός αναδύεται από τις σκιές αυτών των ευνοημένων καταφυγίων, αντιμετωπίζει τον πιο τρομερό εχθρό του: τους επιστήμονες που τον περιμένουν ήσυχα. 

Το πώς απάντησαν ήταν λιγότερο μυστηριώδες και σίγουρα λιγότερο απρόβλεπτο από τον ιό που στόχευαν. Το μέσο τους ήταν το φως και η φωτεινότητα της επιστημονικής αλήθειας, την οποία επιδίωξαν με κόπο σε εξαιρετικά φωτισμένα ερευνητικά εργαστήρια και «καθαρά δωμάτια» καθαρισμένα από αιωρούμενα σωματίδια—και παρήγαγαν λαμπρά αποτελέσματα.

Εξαιτίας της ταχύτητας της διάδοσης του SARS-CoV-2, πράγματα που θεωρούσαμε θαύματα πριν από λίγο καιρό έχουν γίνει τα “συνήθειες” της καθημερινής ζωής — ρουτίνα. 

Τα εμβόλια που για πρώτη φορά σταμάτησαν την εξάπλωση του ιού -και που σχεδόν σίγουρα θα προσαρμοστούν για να αποτρέψουν την παραλλαγή Omicron και τις μελλοντικές μεταλλάξεις- δεν ήταν ποτέ δεδομένα.

Παρήχθησαν από ανθρώπους- υποκείμενα στις ιδιοτροπίες των συστημάτων και της αμφιβολίας. Υπήρξαν στιγμές στην καριέρα τους που, βαθιά μέσα στο έργο που θα έσωζε τελικά την ανθρωπότητα, η Kizzmekia Corbett, ο Barney Graham, η Katalin Kariko και ο Drew Weissman ένιωθαν σαν τα προβλήματα που αντιμετώπιζαν να ήταν προβλήματα που τους ενδιέφερε να λύσουν μόνοι τους. Αλλά η έκθεση των εσωτερικών λειτουργιών του πώς οι ιοί επιβιώνουν και ευδοκιμούν είναι αυτό που κατέστησε δυνατά τα εμβόλια για τον COVID-19.

Οι τέσσερις δεν ήταν μόνοι σε αυτές τις προσπάθειες: επιστήμονες σε όλο τον κόσμο έχουν παραγάγει εμβόλια για τον COVID-19 χρησιμοποιώντας μια ποικιλία πλατφορμών και τεχνολογιών. Πολλές—όπως οι λήψεις από την Οxford-AstraZeneca  και την Johnson & Johnson – Janseen –προέρχονταν από πιο καθιερωμένες μεθόδους, τροποποιημένες με εντυπωσιακή ταχύτητα για την καταπολέμηση ενός νέου ιού. Ωστόσο, οι Corbett, Graham, Kariko και Weissman πέτυχαν μια σημαντική ανακάλυψη, παρουσιάζοντας μια καινοτόμο και εξαιρετικά αποτελεσματική πλατφόρμα εμβολίων, βασισμένη στο mRNA, που θα επηρεάσει την υγεία και την ευημερία μας πολύ πέρα ​​από αυτήν την πανδημία.

«Έχουμε μετατρέψει μια ασθένεια που ήταν μια θανατηφόρα πανδημία μια φορά σε μια γενιά, που έχει στοιχίσει περισσότερες από 780.000 ζωές στην Αμερική, σε μια ασθένεια που μπορεί να προληφθεί ως επί το πλείστον με εμβόλια», λέει η Δρ Leana Wen- καθηγήτρια  πολιτικής και διαχείρισης υγείας στο Πανεπιστήμιο George Washington. «Αυτή είναι η διαφορά που έχει κάνει το εμβόλιο».

Η Katalin Kariko μεγάλωσε την κόρη ενός χασάπη σε μια μικρή πόλη της Ουγγαρίας, ζώντας κάτω από την κομμουνιστική κυριαρχία στις δεκαετίες του 1950 και του `60. Η οικογένεια είχε ρεύμα, αλλά όχι τρεχούμενο νερό ή ψυγείο. Παρακολουθώντας τον πατέρα της στη δουλειά του, η νεαρή Kariko γοητεύτηκε από τον τρόπο που λειτουργούν τα ζωντανά πράγματα και προσπάθησε να τον “αποκωδικοποιήσει”. Αυτό την οδήγησε σε προπτυχιακές σπουδές στη βιολογία στο Πανεπιστήμιο του Szeged, όπου έμαθε για πρώτη φορά για το RNA. Θα γινόταν εμμονή της μέσω του Ph.D της βιοχημείας. Εάν το DNA αποτελείται από τα γράμματα της ζωής, το RNA δημιουργεί τις λέξεις και τελικά τις προτάσεις. Πράγματι, το RNA, και συγκεκριμένα το αγγελιοφόρο RNA, ή mRNA, καθοδηγεί το σώμα πώς να φτιάξει όλες τις πρωτεΐνες, τα ένζυμα, τους υποδοχείς και άλλα μόρια που επιτρέπουν τη λειτουργία των ζωντανών όντων. Η Kariko πείστηκε ότι το mRNA, τροποποιημένο με τον σωστό τρόπο, θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να μετατρέψει το σώμα σε δικό του εργοστάσιο παραγωγής φαρμάκων και να παράγει εξατομικευμένες ενώσεις ακριβείας για τη θεραπεία οποιασδήποτε ασθένειας που προκαλείται από έλλειψη συγκεκριμένης πρωτεΐνης, που θα μπορούσε να είναι ένα ένζυμο ή μια ορμόνη.

Τα πράγματα άλλαξαν τελικά για την Kariko το 1997, χάρη σε μια περιστασιακή συνομιλία γραφείου από τη μηχανή αντιγραφής. Ένας ανοσολόγος και γιατρός ονόματι Drew Weissman είχε μόλις προσχωρήσει στον Penn για να ξεκινήσει ένα εργαστήριο επικεντρωμένο στην ανάπτυξη ενός εμβολίου κατά του HIV και άλλων ασθενειών. Αυτός και η Kariko είχαν κοινή συνήθεια να φωτοτυπούν άρθρα από πρόσφατα επιστημονικά περιοδικά από την ερευνητική βιβλιοθήκη. Μέσω του μηχανήματος, συζήτησαν τις αντίστοιχες προσεγγίσεις τους στην ανάπτυξη εμβολίων. Η Kariko προσπάθησε να πείσει τον Weissman για τα ανεκτίμητα πλεονεκτήματα του συνθετικού RNA που έφτιαχνε. «Είμαι ανοιχτός σε οτιδήποτε», λέει ο Weissman, και έτσι αποφάσισε να δώσει μια ευκαιρία.

Το πρόβλημα της Kariko ήταν ότι δεν είχε βρει τρόπο να περιορίσει την τάση του RNA να πυροδοτεί τη φλεγμονώδη απόκριση του ανοσοποιητικού συστήματος, που κατέστρεφε το RNA. Σχεδόν την επόμενη δεκαετία, η Kariko και ο Weissman συνδύασαν τις προσπάθειες και τελικά έκαναν μια σημαντική ανακάλυψη: η αλλαγή ενός συγκεκριμένου δομικού στοιχείου mRNA βοήθησε το μόριο να αποφύγει το ανοσοποιητικό σύστημα. Βασιζόμενος σε αυτό, ο Weissman ανακάλυψε ότι ο εγκλεισμός του mRNA σε μια φυσαλίδα λίπους προστάτευε τον πολύτιμο γενετικό κώδικα όταν εισήχθη στο σώμα ενός ζωντανού πράγματος, ενώ ταυτόχρονα πυροδοτούσε το ανοσοποιητικό σύστημα να το στοχεύσει – αυτό είναι το εμβόλιο χρειάζεται να κάνει.

Μετά από αυτό, η έρευνά τους επιταχύνθηκε γρήγορα. Για ασθένειες μετά από ασθένειες – περισσότερες από 20 συνολικά, συμπεριλαμβανομένου του νοροϊού, της γρίπης, του HIV, της ηπατίτιδας και του Ζίκα – τα εμβόλια με βάση το mRNA που ανέπτυξε το δίδυμο κατά τη διάρκεια της δεκαετίας του 2000 ήταν σχεδόν 100% αποτελεσματικά στην προστασία των εργαστηριακών ζώων από τη μόλυνση και την ασθένεια.

Η ομορφιά της πλατφόρμας έγκειται στην ευελιξία της. Τα εμβόλια κατά της γρίπης, για παράδειγμα, χρειάζονται μήνες για να αναπτυχθούν, επειδή τα περισσότερα απαιτούν την ανάπτυξη του ιού σε αυγά κοτόπουλου. Ένα εμβόλιο mRNA απαιτεί μόνο μια ανάγνωση της γενετικής αλληλουχίας ενός ιού. Οι επιστήμονες μπορούν να πάρουν αυτόν τον κώδικα, να διαλέξουν τα σχετικά μέρη του γονιδιώματος, να δημιουργήσουν το αντίστοιχο mRNA με χημικές ενώσεις, να το ρίξουν στη φυσαλίδα λίπους και —πρέστο!— να γεννηθεί ένα νέο εμβόλιο.

Το 2005, ο Kariko και ο Weissman ανέφεραν τα ευρήματά τους σε αυτό που νόμιζαν ότι θα ήταν ένα άρθρο ορόσημο στο περιοδικό Immunity και μετά περίμεναν να πλημμυρίσουν σε επαίνους. κουδούνισμα του τηλεφώνου», λέει ο Weissman. Κανείς δεν τηλεφώνησε.

Θα χρειαστούν άλλα 15 χρόνια -και η εμφάνιση του καταστροφικού ιού SARS-CoV-2- προτού η παγκόσμια επιστημονική κοινότητα καταλάβει επιτέλους τη σημασία των ανακαλύψεών της. Εν τω μεταξύ, ορισμένοι επιστήμονες άρχισαν σταδιακά να χτίζουν την υπόθεση για την υπόσχεση του mRNA, συμπεριλαμβανομένων των Ugur Sahin και Ozlem Tureci, συνιδρυτές μιας γερμανικής εταιρείας που ονομάζεται BioNTech. Το 2013, η Kariko εντάχθηκε στην εταιρεία για να ηγηθεί του προγράμματος mRNA της, που επικεντρωνόταν εκείνη την εποχή στα εμβόλια κατά του καρκίνου. Τον Ιανουάριο του 2020, Κινέζοι ερευνητές δημοσίευσαν τη γενετική αλληλουχία του νέου κοροναϊού που προκαλεί το COVID-19. Η BioNTech στράφηκε γρήγορα στην εργασία για ένα εμβόλιο για τον νέο κορωνοϊό, τελικά σε συνεργασία με τον φαρμακευτικό γίγαντα Pfizer. Μέχρι τότε, η πρωτοποριακή φύση της τεχνολογίας που είχαν πρωτοπορήσει ο Kariko και ο Weissman είχε τελικά την προσοχή των επιστημόνων σε όλο τον κόσμο, οι οποίοι συνειδητοποίησαν ότι το μοντέλο plug-and-play σήμαινε ότι οι δυνητικά σωτήριες λήψεις θα μπορούσαν να αναπτυχθούν – και, το πιο σημαντικό, να παραδοθούν – σε χρόνο ρεκόρ. .

Το δίδυμο είχε δημιουργήσει το τέλειο όχημα για τη στόχευση οποιουδήποτε ιού ή παθογόνου. Όμως, η δημιουργία ενός πραγματικά αποτελεσματικού εμβολίου -ένα που θα μπορούσε επίσης να προκαλέσει αποτελεσματικά μια ισχυρή ανοσοαπόκριση μέσα στο σώμα- θα απαιτούσε ένα άλλο βήμα.

Η αδύναμη και ήρεμη φύση του Dr. Barney Graham που κατάγεται από το Κάνσας μπορεί να κρύβει μια ένταση αφοσίωσης και μοναδικότητα του σκοπού, ιδιότητες που ο Δρ Anthony Fauci το 1997 θεώρησε ότι έκαναν τον Graham τον τέλειο αναπληρωτή διευθυντή της νεοσύστατης Έρευνας Εμβολίων Κέντρο (VRC) του Εθνικού Ινστιτούτου Αλλεργιών και Λοιμωδών Νοσημάτων των ΗΠΑ. Τα εμβόλια έκαναν έκκληση στις τάσεις MacGyver του Graham.

Κατά τη διάρκεια των δεκαετιών που οδήγησαν στην πανδημία, μια προσέγγιση ειδικότερα είχε αιχμαλωτίσει την επιστημονική του περιέργεια: «σχεδιασμός με βάση τη δομή» — ουσιαστικά, η κατασκευή ενός εμβολίου με βάση το σχήμα των πρωτεϊνών του ιού. Ακούγεται αρκετά διαισθητικό, αλλά εκείνη την εποχή δεν ήταν τεχνολογικά εφικτό.

Θα χρειαζόταν ο Graham 25 χρόνια για να λύσει αυτό το πρόβλημα. Αποδεικνύεται ότι η διαμόρφωση που παίρνει μια βασική πρωτεΐνη RSV λίγο πριν συγχωνευθεί με ένα υγιές κύτταρο φαίνεται δραστικά διαφορετική από τη μορφή που παίρνει μετά τη μόλυνση.Μέχρι το 2012, ο Graham και ένας μεταδιδακτορικός συνεργάτης είχαν βρει έναν τρόπο να σταθεροποιήσουν αυτόν τον εφήμερο σχηματισμό για αρκετό καιρό ώστε να προσελκύουν τα σωστά κύτταρα του ανοσοποιητικού. Αυτή η αποκάλυψη θα αποδειχτεί θεμελιώδης επειδή και άλλοι ιοί υιοθετούν παρόμοια μορφή προ-σύντηξης. «Βρίσκονται σε πολλές από τις πρωτεΐνες φακέλου που μελετάμε, όπως ο HIV, οι παραμυξοϊοί της γρίπης και ο Έμπολα», λέει. «Και είναι επίσης με κοροναϊούς».

Το 2014, για να δοκιμάσει τις ανακαλύψεις της ομάδας του Graham, το VRC άρχισε να συνεργάζεται με τη Moderna, μια μικρή εταιρεία βιοτεχνολογίας με έδρα τη Μασαχουσέτη. Τον Ιούλιο του 2019, ο Graham και η ομάδα του δημοσίευσαν πρώιμα αποτελέσματα που έδειξαν ότι ένα εμβόλιο βασίστηκε στην πλατφόρμα mRNA της Moderna και περιείχε την τροποποιημένη πρωτεΐνη RSV ενίσχυσε την ανοσολογική απόκριση στους ανθρώπους κατά περισσότερο από δεκαπλάσιο σε σχέση με τα προηγούμενα εμβόλια κατά του RSV.

Στο μεταξύ, η Kizzmekia Corbett, Ph.D. πτυχιούχος μικροβιολογίας και ανοσολογίας από το Πανεπιστήμιο της Βόρειας Καρολίνας στο Chapel Hill, εντάχθηκε στην ομάδα του Graham και είχε αρχίσει να εργάζεται εφαρμόζοντας όσα είχε μάθει η ομάδα για τον RSV στους κοροναϊούς. Μέχρι το 2019, αυτή και οι συνάδελφοί της είχαν καταλάβει πώς να σχεδιάσουν αυτό που είναι γνωστό ως πρωτεΐνη ακίδας, το τμήμα του ιού που προσκολλάται στο υγιές κύτταρο, με τέτοιο τρόπο ώστε το ανοσοποιητικό σύστημα να μπορεί να ανταποκριθεί στο μέγιστο. Ήταν, ουσιαστικά, προκαταρκτική εργασία για την επερχόμενη πανδημία.

Όταν εμφανίστηκαν οι πρώτες αναφορές για τον νέο κορωνοϊό από την Κίνα, ο Graham και ο Corbett ήταν σίγουροι ότι η τεχνική θα λειτουργούσε σε αυτό, λέει ο Corbett: «Όλη αυτή η γνώση κορυφώθηκε στο σημείο όπου είπαμε: «Εντάξει, ξέρουμε πώς να σχεδιάσουμε ένα πραγματικά καλό εμβόλιο, γιατί το κάνουμε αυτό εδώ και έξι χρόνια.» Το μόνο που χρειάζονταν ήταν ο γενετικός κώδικας για τον SARS-CoV-2.

Με βάση την επιτυχία του με το freeze-framing της σωστής ιογενούς δομής άλλων ιών, ο Graham υπολόγισε ότι η σταθεροποίηση της πρωτεΐνης ακίδας SARS-CoV-2 στην παρόμοια κατάστασή της λίγο πριν μολύνει ένα κύτταρο θα είχε το ίδιο ανοσοενεργοποιητικό αποτέλεσμα σε ένα εμβόλιο. «Το είχαμε κάνει με μια ντουζίνα άλλους κοροναϊούς και λειτούργησε κάθε φορά», λέει. «Ήμουν ανυπόμονος να πάρω τη σειρά για τον SARS-CoV-2». Στις 9 Ιανουαρίου 2020, έστειλε email στον διευθυντή των Κινεζικών Κέντρων Ελέγχου Νοσημάτων, ζητώντας τα γονιδιωματικά δεδομένα και, στη συνέχεια, πήγε να δει τον Φάουτσι. «Μπήκε στο δωμάτιο στον 7ο όροφο», λέει ο Fauci, «και στο τυπικό του σχέδιο στα νότια είπε: «Χρειάζομαι απλώς τη σειρά. Σας λέω ότι νομίζω ότι μπορούμε να το κάνουμε αυτό.»

Στις 10 Ιανουαρίου, Κινέζοι επιστήμονες δημοσίευσαν τη σειρά του νέου ιού και η ομάδα άρχισε να δουλεύει. «Ο Δρ.  Graham και εγώ είχαμε συζητήσει πώς ακριβώς θα κάναμε ελιγμούς εκείνη τη στιγμή, οπότε μόλις βγήκε η σειρά, ξέραμε ακριβώς τι θα κάναμε», λέει η Corbett. «Γνωρίζαμε πού να κάνουμε τις μεταλλάξεις στην πρωτεΐνη ακίδας [για να τη σταθεροποιήσουμε] και γνωρίζαμε τον τύπο της πλατφόρμας με την οποία θα θέλαμε να φτιάξουμε το εμβόλιο, που ήταν η πλατφόρμα mRNA με τη Moderna. Οπότε είχαμε ένα σχέδιο».

 

Μετά από δεκαετίες, σε μεγάλο βαθμό αφανείς έρευνες, οι Corbett, Graham, Kariko και Weissman δεν χρειάστηκε να περιμένουν πολύ για να δουν τα αποτελέσματα της δουλειάς τους για τα εμβόλια COVID-19. Στις 8 Νοεμβρίου 2020, ο Fauci έλαβε μια κλήση από τον CEO της Pfizer, Albert Bourla.

«Κάθεσαι;» ρώτησε τον Fauci. «Επειδή δεν πρόκειται να πιστέψετε τα αποτελέσματα. Είναι απίστευτα, πάνω από 90% αποτελεσματικότητα.»

Ο γιος και τα εγγόνια του Graham επισκέφτηκαν όταν τον έφτασαν τα νέα.

«Σχεδόν είχαμε μια ομαδική αγκαλιά και μετά επέστρεψα στη δουλειά», λέει. «Μετά από αυτούς τους 10 μήνες δουλειάς όλη την ώρα… και προσπαθώντας να φτάσω σε ένα τελικό σημείο, μόνο η ανακούφιση που ήξερα ότι είχαμε κάτι που μπορεί να κάνει τη διαφορά ήταν αυτό που είχε το μεγαλύτερο νόημα για μένα».

Ο Weissman και η Kariko πήραν τις πρώτες τους δόσεις του εμβολίου που βοήθησαν να αναπτυχθεί στις 18 Δεκεμβρίου 2020 και λίγο πριν τα Χριστούγεννα, ο Graham και ο Corbett έκαναν τα πρώτα τους εμβόλια.

«Οι περισσότεροι επιστήμονες δεν μπορούν ποτέ να δουν το προϊόν τους να χρησιμοποιείται πραγματικά», λέει ο Graham. «Για να παρακολουθήσετε τις βραδινές ειδήσεις και να δείτε την ανακούφιση από τους παρόχους υγειονομικής περίθαλψης που εμβολιάζονταν, να δείτε ανθρώπους στην κλινική στο NIH να εμβολιάζονται και να είναι τόσο ανακουφισμένοι και τόσο ευγνώμονες— αυτές ήταν ιδιαίτερες στιγμές».