Когда утром 2 октября генеральный секретарь Нобелевской ассамблеи Каролингского института Томас Перльман поднимался на сцену в Стокгольме, чтобы объявить имена лауреатов премии по физиологии или медицине, едва ли кто-то во всем научном мире мог точно предсказать, кто удостоится этой награды. Процедура отбора номинантов сложна и полностью закрыта от публики: ассамблея рассылает избранным экспертам приглашения, с тем, чтобы они выдвинули наиболее достойных, на их взгляд, кандидатов. Собрав заявки, участники ассамблеи определяют победителя. Главный критерий — наличие открытия, в области естественных наук или медицины, «изменившего научную парадигму и приносящего огромную пользу человечеству».

Однако, прозвучавшие в итоге имена профессоров Пенсильванского университета Каталин Карико и Дрю Вайссмана, едва ли кого-то удивили.

Этот научный тандем, получивший премию за «открытия, касающиеся модификаций нуклеозидных оснований, которые позволили разработать эффективные мРНК-вакцины против COVID-19», за последние два года собрал несколько престижных международных наград, а в 2021 году попал на обложку итогового номера Times.

Спасительная матрица

Суть открытия собравшимся на церемонию журналистам объяснил профессор Каролингского института Рикард Сандберг. На протяжении сотен лет человечество использовало в качестве вакцины ослабленный возбудитель заболевания, призванный вызвать иммунный ответ и помочь в формировании защитных механизмов.

В 1951 году за разработку вакцины против желтой лихорадки, работающей по этому принципу, американский вирусолог Макс Тейлер был удостоен Нобелевской премии. Прогресс в молекулярной биологии, совершенный за последние десятилетия, позволил разработать вакцины, основанные не на целых вирусах, а на их отдельных компонентах. В этом случае для производства антител, блокирующих вирус, используются части вирусного генетического кода. В наших клетках генетическая информация, закодированная в ДНК, передается с помощью так называемых мPHK (матричные или мессенджерные РНК), которые используются как матрицы для производства белка. Ученые научились производить их около 40 лет назад, однако методика производства была сложной, а результат нестабильным. Более того, выработанная искусственно и введенная человеку мРНК вызывала острые воспалительные реакции, что здорово подрывало энтузиазм исследователей. Каталин Карико и Дрю Вайсману удалось совершить прорыв в понимании того, как клетки распознают различные формы мРНК и научиться избегать воспалительной реакции. Результаты своего открытия они опубликовали в 2005 году.

«Вакцины с мРНК вместе с другими вакцинами против COVID-19 вводились более 13 миллиардов раз. Вместе они спасли миллионы жизней, предотвратили тяжелую форму COVID-19, снизили общее бремя болезней и позволили странам вновь снять ограничения», — резюмировал Рикард Сандберг.

Его коллега по Нобелевской ассамблее, иммунолог Гунилла Карлссон-Хедестам, добавила: благодаря Карико и Вайссману сегодня активно продвигается разработка новых мРНК-вакцин, в том числе против инфекционных заболеваний.

«Эту технологию можно использовать гибко и быстро, можно, например, адаптировать вакцину к новым штаммам вируса, что важно в случае с гриппом», — сказала Карлссон-Хедестам.

Не поскупилась на комплименты и президент Пенсильванского университета Лиз Мэгилл, назвавшая Карико и Вайсмана, «блестящими исследователями» и «воплощением научного вдохновения и целеустремленности»

Сами лауреаты, узнав о присуждении премии, в первые минуты подумали, что их разыгрывают. По крайней мере, именно так сказал Дрю Вайссман, когда ему позвонили из Нобелевского комитета. Реакция объяснимая, учитывая, сколь долгий и трудный путь им пришлось проделать, чтобы получить, наконец, признание.

Обмануть иммунитет

«Я всегда мечтала прожить достаточно долго, чтобы увидеть одобрение того, над чем я работала», — сказала Катарин Карико в одном из своих интервью.

Она родилась в небольшом городке в центральной Венгрии и выросла в весьма суровых по нынешним временам условиях — в небольшом доме без центрального водоснабжения и телевидения. Наблюдая за отцом, который работал мясником, увлеклась биологией и поступила в Сегедский университет, один из крупнейших и старейших в стране. Там, в середине 1970-х, она впервые узнала о РНК и работа с этими макромолекулами стала для нее делом всей жизни. Работая над кандидатской диссертацией, Карико убедилась, что модифицированная мессенджерная РНК способна превратить организм в нечто вроде фабрики по производству лекарств против самых разных недугов. Однако, ни ей, ни её коллегам не удавалось решить главную проблему — нестабильность мРНК. Лишившись финансирования в собственной Альма Матер, Карико продала машину и вместе с мужем и двухлетней дочерью отправилась в США, чтобы продолжить исследования в филадельфийском Университете Темпл. Все наличные сбережения — около 1200 долларов, — пришлось вывозить нелегально, зашив купюры в плюшевого медведя.

В 1989 году Каталин Карико получила приглашение от Пенсильванского университета, старейшего и одного из самых авторитетных в США. Она рассчитывала применить РНК для лечения инсультов, однако добиться приемлемого результата, который можно было бы применить на практике, так и не смогла. В середине 1990-х ее вновь лишили лаборатории и финансирования. В интервью Times ученая признавалась, что получила по меньшей мере 24 отказа по заявкам на гранты, но продолжала их подавать.

В 1997 году Карико разговорилась у копировальной машины с 38-летним врачом-иммунологом Дрю Вайссманом, который накануне получил работу в Пенсильванском университете. Выходец из состоятельной еврейской семьи, выпускник Брайденского и докторант Бостонского университетов, также интересовался мРНК, но в применении к иммунной системе человека. Одной из задач его лаборатории была разработка вакцины против ВИЧ и других вирусов. Легко найдя общий язык, Карико и Вайссман объединили усилия и сумели, наконец, совершить прорыв в главной для обоих области.

К тому же, разработанная ими технология дала возможность разрабатывать вакцины против самых разных заболеваний в считанные недели. Достаточно лишь считать и воспроизвести генетическую последовательность вируса, создать на ее основе мРНК, поместить ее в жировой пузырь и ввести пациенту.

20 миллионов жизней

Опубликовав результаты своих исследований в журнале Immunity, Карико и Вайсман ждали настоящей бури в научном и фармацевтическом сообществе. Однако, ничего похожего не случилось. Тогда они создали компанию по разработке препаратов на основе мРНК, но так и не дошли до стадии клинических испытаний. В итоге эксклюзивный патент на их разработки, принадлежащий Пенсильванскому университету, оказался в руках совершенно другой компании.

В 2013 году Каталин Карико приняла предложение от стартапа BioNTech и возглавила в нём программу мРНК-исследований, сосредоточившись на создании лекарства от рака. Дрю Вайссман тем временем продолжил свои штудии в Пенсильванском университете. Все неспешно шло своим чередом до 2020 года.

«Когда китайцы обнародовали геном вируса SARS-CoV-2, уже на следующий день мы начали процесс получения РНК, а спустя пару недель вводили вакцину животным», — рассказывает Карико. Еще несколько месяцев понадобилось немецкому фармконцерну Pfizer, чтобы наладить массовый выпуск этой вакцины. Параллельно аналогичную работу провела американская компания Moderna, основанная канадским биологом Дериком Росси, в свое время вдохновившимся публикацией Карико и Вайссмана.

Успеху инновационных мРНК-вакцин способствовало несколько факторов.

Во-первых, в них нет патогена, так что пациент не может заразиться от прививки даже в теории. В тому же иммунитет от них считается более стойким — благодаря тому, что иммунные механизмы активируются как внутри клетки, так и на межклеточном уровне. Наконец, они проще и быстрее в производстве: полный цикл выпуска вакцины Pfizer занял всего год. Это в четыре раза быстрее предыдущего рекорда, установленного в 1960-е создателями вакцины от эпидемического паротита.

Сегодня Дрю Вайсман по прежнему сосредоточен на разработке мРНК-вакцин от разных недугов, включая ВИЧ и онкологические заболевания. Каналин Карико является старшим вице-президентом BioNTech, превратившейся из стартапа в огромную компанию с оборотом в десятки миллиардов долларов. К своему непростому пути к признанию она относится философски.

«Ты должен сосредоточиться на том, что можешь сделать. Многие люди отвлекаются и говорят: «О, он работает меньше», или «его повысили», или «у него больше денег», и они сразу же отводят взгляд от того, что важно. Если вас уволят с работы, не паникуйте, а думайте о новых возможностях. Во всем есть позитив, вы просто должны найти его», — говорит ученая.