Doktorka biohemije Katalin Kariko (65) krajem osamdesetih godina emigrirala je u Ameriku i veći deo karijere provela na Univerzitetu u Pensilvaniji, gde je godinama bez uspeha pokušavala da dobije podršku za svoja istraživanja terapija i vakcina zasnovanih na molekulu mRNK. Usamljena, ali istrajna u nameri da je primeni, nije pratila „naučnu modu“ epohe, nije osvajala grantove, nije napredovala u akademskoj karijeri, godinama je bila plaćena koliko i prosti tehničari, da bi na kraju stvorila novu biomedicinsku tehnologiju zbog koje kompanije poput Moderne danas vrede 33 milijarde dolara na berzi. I pomoću koje su ova i druge kompanije, kao što je njena sadašnja kuća, Fajzer-Biontek, napravile nove mRNK vakcine koje bi mogle da zaustave globalnu pandemiju koronavirusa.

Šta je mRNK u koji je Kariko polagala tolike nade?

Da bi se najjednostavnije objasnila izuzetno složena priča o ovom molekulu, treba se prisetiti da su genetičke informacije u DNK zavojnici, spakovanoj u jedru svake naše ćelije, zapravo kodovi na osnovu kojih ćelija neprekidno slaže aminokiseline i tako pakuje osnovne gradivne elemente života – proteine. Kad bi se poredio sa načinom na koji kompjuteri skladište podatke, DNK podseća na hard disk – to je trajna memorija koja se ne menja (osim kad se dese promene kakve se na primer događaju kod raka ili nekakav virus uspe da uzurpira proces da bi pravio svoje proteine).

Fabrike proteina u ćeliji, ribozomi, inače ne čitaju direktno DNK, već im za svaki protein iz jedra stižu različiti molekuli sa preciznom porukom kako treba aminokiseline spakovati u odgovarajući niz. Ova „uputstva za upotrebu“ su molekularni lanci koji su nazvani mRNK i koji predstavljaju radnu memoriju žive ćelije, nalik na ono što je RAM u računaru. Nakon što su otkriveni 1961. godine, vremenom se razvila ideja da bi se, za lečenje raka ili drugih bolesti, umesto da se menja genetički materijal u jedru, baš ovi lutajući RNK glasnici mogli presresti nekakvom ciljanom terapijom.

Američka naučnica mađarskog porekla Katalin Kariko je četrdeset godina razvijala ovu ideju. I nikada nije posumnjala u moć mRNK. Magazin Wired piše kako je vest da je na mRNK zasnovana Fajzer-Biontek vakcina efikasna zapanjujućih 95 odsto (najbolje konvencionalne vakcine imale su efikasnost od 85 odsto) dočekala u tišini, bez euforije. Posle je samo rekla: „Očekivala sam da će biti vrlo efikasna“.

„Okušajte sreću u drugim oblastima istaživanja“

Njena porodica nije sa lakoćom stekla državljanstvo u Americi. Njena kćerka, Suzan Francio, međutim, ne samo da se prilagodila i diplomirala sociologiju, nego je postala dvostruka olimpijska šampionka u veslanju. Katalin Kariko se u međuvremenu borila sa rakom, ali mnogo više sa univerzitetskom administracijom koja joj je savetovala da, kao uspešan biohemičar, okuša sreću u drugim oblastima istraživanja za koje se može naći finansiranje. Kariko, međutim, nije htela da napusti mRNK. Krajem devedesetih, u univerzitetskoj kopirnici upoznala je imunologa Dru Vajsmana koji će joj dati podršku i sa njom nastaviti istraživanja.

Nakon brojnih pokušaja, oni su 2005. uspeli da objave studiju koja je dala recept kako se mRNK može bezbedno upotrebiti da se izazove imuni odgovor. Mada će Vajsman i Kariko patentirati svoje otkriće, isprva nije bilo nikakvog interesa za ovu ideju. Tek pet godina kasnije će posdoktorand sa Stenforda, Derek Rosi, pročitati njihov rad i shvatiti kakav se ogroman potencijal u njemu krije. Sa grupom profesora sa Harvarda i MIT, Rosi osniva kompaniju Moderna i od Univerziteta u Pensilvaniji otkupljuje prava da koristi rešenje do kog su došli Vajsman i Kariko. Njihova ideja da na ovaj način razvijaju vakcine će im sa pojavom pandemije doneti milijarde.

U međuvremenu, Kariko, koja se nije obogatila u složenim patentnim zavrzlamama, prihvata poziv iz Nemačke, od inovativne kompanije Biontek koju je osnovao preduzetnik Ugur Sahin. Njihovo malo preduzeće će u saradnji sa gigantom kakav je Fajzer u 2020. razviti prvu vakcinu protiv Kovida-19 koja je registrovana u Evropi i Americi. I kojom se već vakcinišu ljudi i u Srbiji (nadajmo se, u narednoj godini, u mnogo većem broju).

Kako funkcioniše RNK vakcina?

Ova zaista čudesna vakcina korišćenjem mRNK glasnika na nov, bezbedan i može se reći genijalan način zapravo radi isto što i svaka druga vakcina još otkako je Edvard Džener krajem 18. veka primenio prvu vakcinu protiv velikih boginja – unosi u telo agens koji ne izaziva bolest, ali u kome telo vidi izazivača bolesti, pokreće imuni odgovor, uništava ga i uči kako da potom, u budućnosti, ubije svaki mikroorganizam koji je asociran sa ovim agensom.

Konvencionalne vakcine obično kao agens koriste sam virus koji izaziva bolest, ali koji je prethodno, u dugom i neizvesnom procesu, u laboratoriji umrtvljen ili oslabljen tako da ne dovodi do bolesti, a vakcini su dodati adjuvanti koji pojačavaju imuni odgovor. Sa izbijanjem pandemije Kovida-19, bilo je jasno da će proces oslabljivanja virusa predugo trajati, tako da su naučnici pokušali da upotrebe drugačije agense.

Vakcine kakve su razvili ruski Gamaleja institut i Oksford-Astra Zeneka iskoristile su trik koji je prethodno razvijan za vakcinu protv ebole – agens je sasvim drugi virus od koga se telo u suštini ne razboljeva, ali u koji je genetičkom modifikacijom ubačena ključna informacija o SARS-CoV2 virusu. Tako se, na prevaru, bezbedno stvara imuni odgovor – dok razvija antitela na ovaj bezazleni mikroorganizam, imuni sistem zapravo razvija antitela protiv Kovida-19.

Put Katalin Kariko, a kojim su išle Fajzer-Biontek, Moderna, ali i druge kompanije, kao agens koristi mRNK. Da bi prevarile imuni sistem, mRNK vakcine uopšte ne sadrže nekakav virus ili drugi patogen, oslabljen ili neoslabljen, već presreću glasnike u ćeliji podstičući ih da reaguju na zarazu, iako zaraze nema. Ove vakcine u telo unose samo jedan mRNK lanac, čistu molekularnu informaciju koja sadrži podatke o samo jednom proteinu (takozvanom spike proteinu) koronavirusa. Molekul mRNK u telo ulazi spakovan u kapljicu masti, bez ikakvih adjuvanata ili opasnih supstanci, ribozomi ga čitaju i prave famozni spike protein, isto onako kao što bi se desilo da je ćeliju zaista napao virus (kog nigde nema), da bi tako pokrenuli imuni odgovor i podstakli telo da razvija odgovarajuća antitela.

Moć „iritirajućeg“ nukleotida

Genijalno, zar ne? Međutim, primenjena na sirov način, ova ideja dugo nije funkcionisala. I kao što virusi i drugi patogeni ne uspevaju uvek da uposle ćelijsku fabriku proteina u svoju korist, organizam je sa lakoćom prepoznavao glasnika uljeza i uništavao mRNK pre nego što je stvorila ikakav imunitet. Testovi na eksperimentalnim životinjama pokazivali su da je to praktično nemoguće rešiti. Kariko i Vajsman su zato došli na uvrnutu ideju – da malo „pokvare“ informaciju u samom mRNK i stvar je proradila. Nukleotid poznat kao uridin (U) u RNK lancu, za koji su sumnjali da posebno „nervira“ imuni sistem, prosto su zamenili drugim hemijskim jedinjenjem koje ribozomi čitaju potpuno istovetno, a da pre toga ne dolazi do uništavanja cele mRNK niske.

Bez ovog rešenja, mRNK vakcina ne bi bila moguća, a svet, utonuo u haos i beznađe, duže bi čekao da se rat sa koronavirusom završi. No, milioni života koji će pomoću vakcine biti spaseni, a koje bi Kovid-19 odneo, zapravo su samo početak. Buduće vakcine zasnovane na mRNK moći će da rešavaju mnoge druge izazove – na primer, rak – jer su efikasne, bezazlene, precizne i povrh svega, brze. I kada sledeći put zaustite da kažete kako ste zabrinuti za bezbednost novih vakcina jer su napravljene samo za godinu dana, setite se Katalin Kariko – ona je upravo tome, da to bude moguće izvesti za godinu dana, posvetila čitav život.

Slobodan Bubnjević

Izvor: Nauka kroz priče

Foto: Penn University – NKP

Чланак Jedna veoma uporna biohemičarka je zaslužna za RNK vakcinu се појављује прво на Biznis i Finansije.