Kręte ścieżki rozwoju mRNA

Szczepionki oparte na technologii mRNA zmieniły bieg pandemii COVID-19. Teraz badacze widzą w niej szanse na leczenie licznych schorzeń, takich jak nowotwory, mukowiscydoza, HIV czy choroby serca. Choć rozwijana od dziesiątek lat to niewiele jednak brakowało byśmy i niej w ogóle nie usłyszeli.

Istnienie mRNA po raz pierwszy zasugerowali w 1961 r. dwaj francuscy naukowcy, Jacques Monod i François Jacob . Ich hipoteza została zainspirowana odkryciem dziesięć lat wcześniej DNA, które zawiera nasz kod genetyczny, wyrzucając sygnały, które kierują organizm do produkcji białek potrzebnych do zdrowego funkcjonowania. 

DNA żyje ściśle zwinięte w jądrze, ale białka powstają w cytoplazmie, całkowicie odrębnym przedziale komórkowym. Badacze założyli, że musi istnieć cząsteczka pośrednia, która w jakiś sposób przekazuje informacje do fabryki produkującej białka organizmu - „posłaniec” (messanger), czyli „m” w mRNA. Gdyby naukowcy mogli przerwać proces przenoszenia błędnych wiadomości, wprowadzając poprawione kopie mRNA do organizmu, mogliby powstrzymać powiązane z kodem genetycznym choroby. Sztuczny biologiczny kurier byłby w stanie przechwycić niewłaściwy zestaw instrukcji genetycznych i zamiast tego dostarczyć właściwą kopię.

Problemem pozostawało to, że organizm po wstrzyknięciu zmodyfikowanego mRNA do komórek, wywoływał zapalną odpowiedź immunologiczną, rozpoznając materiał jako obcy.

Kamień milowy osiągnięty

Jednak ich odkrycie potrzebowało kolejnych 40 lat do odkrycia kolejnego kamienia milowego. Ten należy przepisać Katalin Kariko, która wytrwale starała rozwinąć technologią od lat 80 w Centrum Badań Biologicznych w Szeged w jej rodzinnych Węgrzech. Jednak w państwie za żelazną kurtyną brakowało jej funduszy na kontynuowanie prac. Wówczas, sprzedając wszystkie oszczędności, porzuciła swój rodzinny dom by rozpocząć akademicką karierę na Temple University w Pensylwanii.

W 2005 roku, po ośmiu latach wspólnej pracy, wraz z zaprzyjaźnionym badaczem Drew Weissmanem, para dokonała znaczącego przełomu, bez którego szczepionki mRNA Covid-19 nie istniałyby: odkryli, że poprzez chemiczne modyfikacje mRNA mogliby wprowadzić go do komórek dendrytycznych bez aktywowania odpowiedzi immunologicznej - w efekcie skłonili komórki do myślenia, że ​​cząsteczki powstały w organizmie, a nie w laboratorium. Oznaczało to, przynajmniej w teorii, że mRNA można przekształcić w terapię dla ludzi. 

Postęp pozostawał jednak nieuchwytny. Nawet po tym, jak opublikowali swoje odkrycia, stos listów odrzucających od dostawców funduszy naukowych wciąż się piętrzył.  

Potrzebowali dużego gracza

W międzyczasie nad mRNA pracował inny naukowiec Derrick Rossi, który w 2008 roku pracował jako adiunkt w Harvard Medical School. Naukowiec zainspirowany pracą Shinye Yamanakany, nagrodzonego Noblem naukowca za udowodnienie, że możliwe jest przekształcenie dowolnej komórki w ludzkim cieple w stan embrionalnej komórki macierzystej poprzez wstawienie czterech genów. Odkrycie Yamanaki ostatecznie przyniosło mu nagrodę Nobla, ale był problem: geny, które wstawił, trafiły z powrotem do DNA, mutagenne zdarzenie, które zwiększyło ryzyko zachorowania na raka. Rosii zainspirowany pracą Yamanakiego chciał wykorzystać w tym celu mRNA.

Napotkał on jednak właśnie problem z reakcją immunologiczną po użyciu zmodyfikowanego mRNA. Wówczas naukowiec, natknął się na niezauważony w świecie naukowym artykuł Kariko i Weissmana. W oparciu o opracowania badaczy, Rossi dokonał odkrycia, które opublikowane w 2010 r. spotkało się z wielkim uznaniem. Tym samym prym w rozwoju technologii mRNA przejął Rossi. Ten potrzebował jednak dużych funduszy by przekształcić swoje odkrycie w rzeczywistość. Oznaczało to stworzenie prywatnej firmy zdolnej do pozyskiwania gotówki od inwestorów. 

W końcu znalazł zwolennika Boba Langera, inżyniera chemii z Massachusetts Institute of Technology. Giganta w świecie biotechnologii. Następnie ten, przedstawił Rossiego Noubarowi Afeyanowi inwestorowi venture capital, który założył Flagship Pioneering w 2000 roku i który w 2010 roku założył firmę zajmującą się komercjalizacją nauki - Moderna.

Świadomość pandemii

Stéphane Bancel uczestniczył w Światowym Forum Ekonomicznym w Davos w styczniu ubiegłego roku, kiedy doszedł do wniosku, że świat stoi u progu największej pandemii od ponad 100 lat. W tym momencie istnienie COVID-19 było dobrze znane, a Moderna, firma, w której Bancel był dyrektorem generalnym od 2011 r., Już pracowała nad szczepionką w amerykańskim Narodowym Instytucie Alergii i Chorób Zakaźnych.

Bancel początkowo był zdania, że ​​COVID-19 to epidemia, którą można powstrzymać jak Sars i Mers. Ale jego zdanie zostało zmienione przez dwóch naukowców, którzy również byli w Davos - Jeremyego Farrara z Wellcome Trust i Richarda Hatchetta z Koalicji na rzecz Innowacji w zakresie Gotowości Epidemicznej. Bancel po spędzeniu z naukowcami wielu dni został uświadomiony o potencjalnej powadze epidemii.

"Pamiętam, jak wyciągnąłem iPada i zapytałem:„ Gdzie jest Wuhan? Potem przeszedłem do Google Flights i zobaczyłem bezpośrednie loty do wszystkich stolic Azji, do miast na zachodnim wybrzeżu USA, do wszystkich stolic w Europie. Wszystko się ułożyło i pomyślałem: Cholera, to już jest wszędzie - to będzie pandemia jak w 1918 roku"- mówił Stéphane Bancel.

Bez pieniędzy by się nie udało

Moderna, młoda firma według standardów biotechnologicznych, była gotowa opracować szczepionkę COVID-19 w rekordowym czasie, kiedy wybuchła pandemia. Po części zasługą jest tempo rozwoju firmy pod zarządzeniem Bancela. Bancel stał się znany ze swojej zdolności do zebrania miliardów dolarów gotówki dla Moderny, zarówno ze źródeł prywatnych, jak i publicznych. W 2018 roku firma zakończyła największą w historii pierwszą ofertę publiczną biotechnologii, uzyskując wycenę 7,5 mld USD.

Nie wiadomo też czy firma nie skupiłaby się na chorobach zakaźnych gdyby nie wsparcie rządu. W 2013 roku rząd USA wydał szereg dotacji dla prywatnych firm, w tym do 25 milionów dolarów dla Moderna na pracę nad lekiem mRNA do zwalczania Chikungunya - potencjalnie śmiertelnego wirusa przenoszonego przez komary, który dotyka miliony ludzi głównie w Afryce, Azji i Azji. subkontynencie indyjskim. Te fundusze od Darpy, choć niewielkie w porównaniu z miliardami zebranymi przez Bancel w ramach prywatnych funduszy, pchnęły firmę na dziedzinę chorób zakaźnych, niekochaną dziedzinę wśród inwestorów biotechnologicznych, którzy wolą inwestować pieniądze w bardziej dochodowe przedsięwzięcia.

Po części dzięki sukcesowi firmy Moderna potencjał szczepionek mRNA zwrócił również uwagę branży farmaceutycznej. W 2018 roku Pfizer podpisał umowę partnerską o wartości do 425 mln USD z niemiecką grupą BioNTech. W tamtym czasie BioNTech koncentrowało się głównie na wykorzystaniu mRNA do opracowywania leków przeciwnowotworowych wstrzykiwanych bezpośrednio do guzów. Kariko, która obecnie pracuje w BioNTech, wspomina, że ​​dyrektor generalny Ugur Sahin czuł się odpowiedzialny za badanie szczepionek przeciwko chorobom zakaźnym, ale martwił się, że będą one nieopłacalne. 

Więcej o losach technologii mRNA z ekspertami oraz jej twórcami pisze David Crow z Financial Times, do której to lektury serdecznie zachęcamy.