A nő, aki megmentette a világot
A kutatók szerte a világon egyre nyíltabban beszélnek arról, hogy a kulcsfontosságú kutatása miatt, amely alapján a koronavírus elleni vakcina elkészült, és ami miatt a tudományos karrierje alatt mellőzték, és sokszor meg is alázták, nagy valószínűséggel ő fogja kapni a következő Nobel-díjat. A magyarországi Szolnokon született a Tisza mellett, és a közeli Kisújszálláson nőtt fel, a síkságon, néhány kilométerre a nagy alföldi folyó partjától. Szegeden járt egyetemre, és itt ismerkedett meg az úgynevezett hírvivő RNS-sel, az mRNS-sel, amely később meghatározta az életét.
A most 65 éves biokémikus Karikó Katalin a nyolcvanas évek végén emigrált Amerikába, és karrierjének nagy részét a Pennsylvaniai Egyetemen töltötte, ahol évekig sikertelenül próbált támogatást kapni az mRNS molekulán alapuló terápiákra és vakcinákra vonatkozó kutatásaihoz. Magányosan, de kitartóan abban a szándékában, hogy ezt alkalmazza, nem követte a kor “tudományos divatját”, nem nyert anyagi támogatásokat, nem haladt előre az akadémiai karrierjében, évekig csak annyi fizetést kapott, mint az egyszerű technikusok, majd végül egy olyan új orvosbiológiai technikát alkotott meg, amely miatt az olyan cégek, mint a Moderna, ma 33 milliárd dollárt érnek a tőzsdén, és amelynek segítségével ez, és más cégek is – mint amilyen a mostani munkahelye, a Pfizer-BioNTech – elkészítették az új mRNS vakcinákat, amelyek megállíthatják a koronavírus okozta világjárványt.
De mi is az mRNS, amihez Karikó Katalin oly sok reményt fűzött? Hogy a legegyszerűbben meg tudjuk magyarázni ennek a molekulának az összetett történetét, vissza kell emlékeznünk arra, hogy a DNS-ben lévő genetikai információk egyfajta tekercsek, amelyek minden egyes sejtmagunkban jelen vannak. A DNS olyan kódokat tartalmaz, amelyek alapján a sejt az élet alapvető lételemeit, a proteineket állítja elő. Ha azzal a módszerrel hasonlítanánk össze, ahogyan a számítógépek tárolják az adatokat, akkor a DNS a merevlemezre emlékeztetne: ez egy állandó memória, amely nem változik (kivéve, amikor olyan változások állnak be, mint amilyeneket a rák, vagy valamilyen vírus okoz, és melyek ezt a folyamatot a saját proteinjeinek az előállítására használják fel, vagy írják át).
A sejtben lévő proteingyárak, a riboszómák, ahova a DNS-ről átmásolt pontos információk érkeznek a fehérjék felépítéséhez szükséges aminosavak sorrendjéről. A pontos információkat, “használati utasításokat” szállító molekuláris láncok az mRNS nevet kapták. Ezek az élő sejt munkamemóriáját jelentik, ami olyan, mint a RAM a számítógépben. Miután ezeket 1961-ben felfedezték, idővel kialakult az az ötlet is, hogy a rák és más betegségek gyógyítására a sejtmagban található genetikai anyag megváltoztatása helyett éppen ezeket a vándorló hírvivőket lehetne valamilyen célzott terápia érdekében használni.
Karikó Katalin magyar származású amerikai kutató negyven évig fejlesztette ezt az ötletet, és soha sem kételkedett az mRNS erejében. A Wired magazine azt írja, hogy a hírt, miszerint az mRNS-en alapuló Pfizer-BioNTech vakcina elképesztő 95 százalékos hatékonyságot mutat ( a legjobb hagyományos vakcinák 85 százalékos hatékonyságot mutatnak), csöndben, eufória nélkül fogadta. Később csak annyit mondott: “Számítottam arra, hogy nagyon hatékony lesz.”
A családja nem kapta meg könnyen az amerikai állampolgárságot. A lánya, Susan Francia (Francia Zsuzsanna) azonban nem csak, hogy könnyen alkalmazkodott és az egyetemen szociológiát végzett, de kétszeres olimpiai bajnok evezős is. Karikó Katalinnak pedig időközben a rákkal is meg kellett küzdenie, de sokkal többet harcolt az egyetemi adminisztrációval, amely azt tanácsolta neki, hogy sikeres biokémikusként a kutatás más területein próbáljon szerencsét, amelyekre anyagi támogatást is lehet kapni. Karikó Katalin azonban nem akarta elhagyni az mRNS-t. A kilencvenes évek végén az egyetem fénymásolójában megismerte Drew Weissmann immunológust, aki később támogatást nyújtott neki és vele együtt folytatta a kutatásokat.
Számos próbálkozás után 2005-ben sikerült megjelentetniük egy tanulmányt, amelyben bemutatták hogyan lehet az mRNS-t biztonságosan felhasználni annak érdekében, hogy immunválaszt váltson ki. Habár Karikó Katalin és Drew Weissmann szabadalmaztatják majd a felfedezésüket, először nem mutatkozott semmiféle érdeklődés az ötlet iránt. Derrick Rossi, a Stanford posztdoktori kutatója csak öt évvel később olvasta el a munkájukat és felismerte, hogy mekkora lehetőség rejlik benne. A Harvard és a MIT (Massachusetts Institute of Technology) néhány professzorával Rossi megalapította a Moderna vállalatot, és a Pennsylvaniai Egyetemtől megvette a jogot annak a megoldásnak az alkalmazására, amelyre Karikó és Weissmann jöttek rá. Az ötletük, hogy ily módon vakcinákat fejlesszenek ki, a járvány megjelenésével milliárdokat hozhat nekik.
Időközben Karikó Katalin, aki nem gazdagodott meg az összetett szabadalmaztatási kavalkádokban, elfogadta a meghívást az Ugur Sahin vállalkozó által alapított németországi BioNTech innovatív vállalattól. Ez a kis vállalat a Pfizer gyógyszeripari óriással közösen fejlesztette ki 2020-ban az első vakcinát a COVID-19 betegség ellen, amelyet Európában és Amerikában is bejegyeztek, és amellyel már Szerbiában is elkezdték az emberek oltását (reméljük, hogy az előttünk álló évben még nagyobb számban vehetik fel a polgárok a védőoltást).
Ez a valóban fantasztikus vakcina az mRNS-t, azaz a hírvivő RNS-t felhasználva egy új, biztonságos, és nyugodtan mondhatjuk azt, hogy zseniális módon végzi ugyanazt, amit minden más vakcina is tesz egészen azóta, hogy a 18. század végén Edward Jenner alkalmazta az első vakcinát a himlő ellen. A vakcina tehát a szervezetbe egy olyan ágenst visz be, amely nem okoz betegséget, de amelyet a szervezet betegségokozóként ismer fel, ezért elindítja az immunválaszt, elpusztítja és megtanulja, hogy majd a jövőben megöljön minden olyan mikroorganizmust, amely erre az ágensre emlékezteti.
A hagyományos vakcinák általában magát a betegségokozó vírust használják ágensként, azt a vírust, amelyet korábban egy hosszú és bizonytalan folyamat során a laboratóriumban megöltek vagy annyira meggyengítettek, hogy ne okozhasson betegséget, a vakcinához pedig olyan adjuvánsokat adtak hozzá, amelyek erősítik az immunválaszt. A koronavírus-járvány kitörésével világos volt, hogy a vírus gyengítésének folyamata túl sokáig tartana, ezért a tudósok másmilyen ágenseket próbáltak meg alkalmazni.
Az orosz Gamaleja Intézet által kifejlesztett vakcina és az Oxford/AstraZeneca-vakcina kifejlesztése során azt a trükköt alkalmazták, amelyet korábban az ebola elleni vakcina során fejlesztettek ki, azaz itt az ágens egy teljesen más vírus, amelytől a test lényegében nem tud megbetegedni, de amelybe genetikai módosítással kulcsinformációt helyeztek el a SARS-CoV-2 vírusról. Ily módon, mintegy becsapva a szervezetet, biztonságosan kialakul az immunválasz, és miközben antitesteket termel a szervezet ezen ártalmatlan mikroorganizmus ellen, az immunrendszer valójában a COVID-19 ellen termeli az ellenanyagot.
Karikó Katalin útján haladt a Pfizer-BioNTech, a Moderna és több más vállalat is, és így ágensként az mRNS-t használják. Annak érdekében, hogy becsapják, félrevezessék az immunrendszert, az mRNS vakcinák egyáltalán nem tartalmaznak semmilyen vírust vagy más kórokozót, sem eredeti állapotában, sem legyöngítve, hanem a sejtben lévő hírvivőket használják arra, hogy a szervezet reagáljon a fertőzésre akkor is, ha valójában nincs semmiféle fertőzés. Ezek a vakcinák csak egy mRNS láncot visznek be a szervezetbe, egy tiszta molekuláris információt, amely a koronavírus csak egy fehérjéjéről (az úgynevezett spike, azaz tüske fehérjéről) tartalmaz adatokat. Az mRNS molekula a sejtbe egy zsírcseppbe csomagolva jut be, mindenféle adjuváns vagy veszélyes anyag nélkül, a riboszómák leolvassák és kialakítják a famózus spike fehérjét - ugyanúgy, ahogyan ez akkor történne meg, ha a sejtet valóban megtámadná a vírus (ami ebben az esetben nem létezik) -, és így indítják el az immunválaszt, valamint arra ösztökélik a szervezetet, hogy megfelelő antitesteket termeljen.
Zseniális, ugye? Azonban az ötletnek az elsődleges alkalmazása sokáig nem működött. Mivel a vírusok és más kórokozók nem tudják mindig a saját hasznukra fordítani a sejtfehérje gyárat, a szervezet könnyen felismerte a betolakodó hírvivőt és elpusztította az mRNS-t még mielőtt bármilyen immunitást kifejlesztett volna. Az állatokon végzett kísérletek azt mutatták, hogy ezt gyakorlatilag lehetetlen megoldani. Karikó és Weissmann ezért egy furcsa ötlettel álltak elő. Egy kicsit “elrontották” az információt az mRNS-ben, és a dolog így már működött. Az RNS láncban található uridinként (U) ismert nukleozidról azt gondolták, hogy különösen “idegesíti” az immunrendszert, ezért egyszerűen lecserélték egy másik kémiai vegyületre, amelyet a riboszómák ugyanúgy olvasnak le, viszont előtte a szervezet nem teszi tönkre az egész mRNS-láncot.
Ezen megoldás nélkül az mRNS vakcina nem jöhetett volna létre, a világ pedig káoszba és reménytelenségbe süllyedt volna, és sokkal tovább kellene várnia arra, hogy a koronavírus elleni küzdelem véget érjen. Több millió életet lehet így megmenteni a vakcinával, de ez csak a kezdet. A jövőbeni vakcinák, amelyek az mRNS-en alapulnak sok más kihívást is meg tudnak majd oldani – például a rák ellen is jók lehetnek – hisz hatékonyak, ártalmatlanok, precízek, és mindenekelőtt gyorsak. Ezért ha következő alkalommal azt mondanánk, hogy aggódunk az új vakcina biztonságossága miatt, mert csak egy év alatt készült el, jusson eszünkbe Karikó Katalin, aki az egész életét annak szentelte, hogy ez a vakcina “csupán egy év alatt” elkészüljön.
