Dr. Barney Graham’ın Bethesda, Md.’deki laboratuvarından binlerce mil uzakta, korkutucu yeni bir koronavirüs Orta Doğu’da develerden insanlara sıçradı ve enfekte olan her üç kişiden birini öldürdü. Dünyanın en inatçı virüsleri konusunda uzman olan Dr. Graham, aylardır bir aşı geliştirmek için çalışıyor ama hiçbir yere varamamıştı.
Şimdi, virüsün, Orta Doğu Solunum Sendromu’nun veya MERS’in, kutsal Mekke şehrine yaptığı bir hac ziyaretinden sonra 2013 sonbaharında ateş ve öksürük ile hastalanan laboratuvarının kendi bilim adamlarından birine bulaştığından korkuyordu.
Bir burun sürüntüsü koronavirüs için pozitif çıktı, görünüşe göre Dr. Graham’ın en büyük korkularını doğruladı, sadece rahatlama sağlamak için ikinci bir test için. Soğuk algınlığına neden olan hafif bir koronavirüstü, MERS değil.
Dr. Graham’ın bir sezgisi vardı: Belki de bu soğuk algınlığı virüsüne daha yakından bakmakta fayda var.
Öngörüden çok kolaylık ve meraktan doğan bir dürtüydü, zafer veya kâr beklentisi çok azdı veya hiç yoktu. Yine de bir meslektaşının nezlesini inceleme kararı kritik keşiflere yol açtı. O zamanlar önemsiz görünen diğer şans eseri atılımlarla birlikte, sonunda yüz milyonlarca insanı Covid-19’dan koruyan mRNA aşılarına yol açacaktı.
Çekimler rekor hızda geliştirildi, Çin’de gizemli bir zatürrenin ortaya çıkmasından bir yıldan biraz fazla bir süre sonra geldi ve daha pek çok şey – siyasi kan davaları, halkın güvensizliği ve başarısız hükümet planlaması – yanlış gitti.
Bir mucize olmaya devam ediyorlar: Omicron varyantı yeni bir pandemi dalgasını körüklese bile, aşıların ciddi hastalık ve ölüme karşı savunmada oldukça dirençli olduğu kanıtlandı. Ve üreticiler, Pfizer, BioNTech ve Moderna, mRNA teknolojisinin aşıları hızlı bir şekilde adapte etmelerine, evrimin bir sonraki getireceği virüsün tehlikeli yeni versiyonunu savuşturmalarına izin vereceğini söylüyor.
Şüpheciler, modern çağda tıp biliminin en etkileyici başarılarından biri olan aşıların hızlı gelişimini, halkın aşılara olan güvenini sarsmak için kullandılar. Ancak, dünyanın dört bir yanındaki bilim adamları, çalışmalarının bir gün bir araya gelip yüzyılın salgınını ehlileştireceğini asla hayal etmeyerek, dünyanın dört bir yanındaki bilim adamlarının araştırmalarını sürdürürken, aşıların arkasındaki atılımlar, on yıllar içinde azar azar ortaya çıktı.
İlaç şirketleri bu bulgulardan yararlandı ve kısmen Trump yönetiminin aşıların, ilaçların ve teşhis testlerinin geliştirilmesini ve üretilmesini hızlandırmak için milyarlarca dolarlık programı Warp Speed’in yardımıyla, ölçekte üretilebilecek tutarlı bir ürün tasarladı. yeni virüs.
Bununla birlikte, aşıları mümkün kılan bilim adamları yıllarca para aradılar ve halkın kayıtsızlığıyla mücadele ettiler. Deneyleri genellikle başarısız oldu. İş çok yıpratıcı olunca bazıları işi geride bıraktı. Yine de bu öngörülemeyen, zikzak çizen yolda, bilim yavaş yavaş kendi üzerine inşa edildi, bilgiyi başarısızlıktan sıkıştırdı.
Aşılar ancak üç alandaki çabalar sayesinde mümkün olabildi. İlki, 60 yıldan uzun bir süre önce, hücrelerin protein yapmasına yardımcı olan genetik molekül olan mRNA’nın keşfiyle başladı. Birkaç on yıl sonra, Pennsylvania’daki iki bilim adamı, boş bir hayal gibi görünen bir şeyin peşinden gitmeye karar verdi: molekülü, hücrelere, bağışıklık sistemini güçlendirecek küçük virüs parçaları yapma emri vermek için kullanmak.
İkinci çaba, özel sektörde gerçekleşti, Kanada’daki biyoteknoloji şirketleri, gen terapisinin tomurcuklanan alanında – hastalıkları tedavi etmek için genlerin değiştirilmesi veya onarımı – kırılgan genetik molekülleri korumanın bir yolunu aradı, böylece insanlara güvenli bir şekilde teslim edilebileceklerdi. hücreler.
Üçüncü önemli soruşturma hattı, ABD hükümetinin AIDS’i önlemek için bir aşı bulmak için milyarlarca dolarlık bir arayışa başladığı 1990’larda başladı. Bu çaba, H. I. V. virüslerinin hücreleri istila etmesine izin veren çok önemli “sivri uçları” hedef almaya çalışan bir grup bilim insanına fon sağladı. Çalışma, başarılı bir H. I. V. aşısı ile sonuçlanmadı. Ancak Dr. Graham da dahil olmak üzere bu araştırmacılardan bazıları görevden saptı ve sonunda koronavirüslerdeki ani artışların haritalandırılmasına izin veren sırların kilidini açtı.
2020’nin başlarında, bu farklı araştırma kolları bir araya geldi. Covid virüsünün sivri ucu mRNA moleküllerinde kodlandı. Bu moleküller koruyucu bir yağ tabakasına sarılmış ve küçük cam şişelere dökülmüştür. Bir yıldan kısa bir süre sonra çekimler silaha sarıldığında, alıcıların hücreleri, sivri uçlara benzeyen ve vücudu koronavirüse saldırmak için eğiten proteinler üreterek yanıt verdi.
Olağanüstü hikaye, temel bilimsel araştırmanın vaadini kanıtladı: Arada bir, eski keşifler, tarih yazmak için karanlıktan koparılabilir.
Seattle’daki Fred Hutchinson Kanser Araştırma Merkezi’nde 30 yılı aşkın bir süredir aşı araştırmaları yapan ancak aşı araştırmalarının bir parçası olmayan bulaşıcı hastalık biyoistatistikçisi Dr. Elizabeth Halloran, “Her şey yerli yerindeydi – kendi gözlerimle gördüm” dedi. mRNA aşıları geliştirme çabası. “Biraz mucizeviydi. ”
Bir Wily Virüsü
Dr. H. I. V.’yi araştıran üst düzey hükümet bilim adamı Anthony S. Fauci, 1996’da Beyaz Saray’da Başkan Bill Clinton ve Başkan Yardımcısı Al Gore’a AIDS’in biyolojisi üzerine bir ders verdi. Kredi. . . NIAID
Aralık 1996’da Başkan Bill Clinton, Dr. Anthony S. Fauci’yi Oval Ofis’e davet etti ve o dönemde Amerika Birleşik Devletleri’nde 350.000’den fazla ve dünya çapında altı milyondan fazla insanı öldüren o dönemin ciddi salgını AIDS hakkında kendisine bilgi verdi. .
Virüsü araştıran en üst düzey hükümet bilim adamı Dr. Fauci, garip bir şekilde umutlu hissediyordu. Virüsün ortaya çıkmasından bu yana ilk kez, sabırlı aktivistler tarafından yıllarca süren yoğun kamuoyu baskısının ardından test edilen ve onaylanan birkaç yeni ilaç sayesinde ülkedeki yıllık AIDS ölümleri düştü.
Ancak cephaneliklerinde en değerli araç eksik kaldı: bir aşı. Ve başkan sabırsızdı.
Adamlar Gül Bahçesi’ne doğru yürürken, Dr. Fauci hatırladı, başkan ona döndü ve şöyle dedi: “AIDS’i 1981’den beri bir hastalık olarak biliyorsunuz. Nasıl oluyor da henüz aşınız yok?”
Şaşıran Dr. Fauci, başkana şu ana kadarki araştırma çabalarının büyük ölçüde koordineli olmadığını söyledi. Ardından cesur bir adım attı: Farklı disiplinlerden bilim adamlarının birbirleriyle konuşabilecekleri ve kendi disiplinlerinin cevapları olduğunu kanıtlamak yerine aşıları silah altına almak amacıyla işbirliği yapabilecekleri bir araştırma tesisi.
Bay Clinton, genelkurmay başkanı Leon Panetta’ya döndü. “Bunu yapabileceğimizi mi sanıyorsun?” O sordu.
Bay Panetta, “Sen Amerika Birleşik Devletleri başkanısın” dediğini hatırladı. “Canınız ne istiyorsa onu yapabilirsiniz. ”
Dr. Fauci, onu pohpohladıklarını düşündü. Aşı araştırmaları pek de heyecan verici bir bilim değildi ve kanser ve kalp hastalıklarını tedavi etme çabalarına uzun süredir arka planda kalmıştı. Ancak beş ay sonra, Dr. Fauci, başkanın konuşma yazarlarından birinden bir telefon aldı. Bay Clinton, Baltimore’daki Morgan State Üniversitesi’nde bir mezuniyet konuşması yapacaktı ve aşı araştırma merkezini duyurmak istedi. Dr. Fauci bir tarif verebilir mi? Dr. Fauci, “Tamamen şok oldum” dedi.
Dr. Barney Graham, Smyrna, Ga’daki ev ofisinde. Kredi. . . The New York Times için Johnathon Kelso
Yeni çabaya dahil edilen ilk bilim adamlarından biri Dr. Graham’dı. Nashville’deki Vanderbilt Üniversitesi’ndeki meslektaşlarının çoğundan 1,80 boyunda olan, sakin tavırlı sakallı bir virolog, kariyerine klinisyen olarak başlamıştı. Ancak 1982’de, hastanede baş asistan olarak çalışmaya yeni başladığında, sarsıcı bir deneyim yaşadı.
Evsiz bir adam deliryum, cilt lezyonları ve akciğerlerinde, karaciğerinde ve dalağında çoklu enfeksiyonlarla acil servise geldi. Grafiğine baktığında, Dr. Graham, adamın bağışıklık sisteminin çöküşü karşısında şaşkına döndü ve uyuşturucu kullanıcıları ile eşcinsel erkekler arasında yayılan yeni bir virüsün olduğundan şüphelendi. Haklıydı: Adamın AIDS’i vardı.
Kısa süre sonra hastaneyi aynı semptomlar dizisine sahip hastalar doldurdu – genellikle genç erkekler, iskelet ve umutsuzca hasta, personeli umutsuzlukla doldurdu.
Dr. Graham, “Korkunçtu – korkunçtu” dedi. Virüs ne kadar gizemli olursa olsun, yayılmasını önlemenin bir yolunu bulmaya yemin etti. Bir bulaşıcı hastalık bölümünün başkanına “Ben bir virolog olmak istiyorum” dedi. “Ben ne yaparım?”
Aşı Araştırma Merkezi 2000 yılında Ulusal Sağlık Enstitüleri’nin Bethesda, Md.’deki kampüsünde yıllık 43 $ bütçeyle kapılarını açmıştır. Bugünkü dolar 9 milyon ve 56 kişilik bir kadro. Bunların arasında Dr. Graham da vardı. Şu anda yaklaşık 180 milyon dolarlık bir bütçeyle 444 kişilik bir kadroya sahip.
N.I.H. bu araştırmayı tamamlamak için 1 dolardan fazla harcadı. Aynı dönemde, deneysel H. I. V. aşıları için ülke çapındaki bir klinik deneme siteleri ağında 5 milyar. Yaklaşık 85 H. I. V. aşısı test edilmiştir. Hiçbiri çalışmadı.
H. I. V. Başarısızlıklar
H.I.V.’nin saldırısı altında mavi renkle gösterilen bir insan T-hücresi, sarı renkle. Kredi. . . NIAID
Aşılar, bağışıklık sistemine istilacı bir mikrobun ön izlemesini vererek insanları korur, böylece gerçek şeye karşı güçlü bir savunma hazırlayabilir.
Ancak uzun bir nedenler listesinden dolayı H. I. V.’ye karşı aşılanmanın imkansız olduğu ortaya çıktı. Diğer virüsler, bağışıklık sisteminden kaçmak için şu veya bu koruyucu mekanizmayı kullanabilir. Ancak H.I.V. hepsini kullanıyor gibi görünüyordu, Dr. Graham şunları söyledi: “Bir H.I.V. aşısının nasıl yapıldığını çözebilseydik, diğer virüslerle ilgili tüm problemler çözülürdü. ”
Merkezdeki araştırmacılardan bazıları, uzun bir atış olmasına rağmen yeni, daha teorik bir yaklaşım denemeye karar verdi. Virüsün insan hücrelerini istila etmesine izin veren çıkıntılı bir protein olan H. I. V.’nin sivri ucunun ayrıntılı atomik yapısını haritalayacaklardı. Daha sonra, virüsleri tanıyan ve sivri uçların diğer hücrelere girmesini engelleyebilen bağışıklık sisteminin bileşenleri olan antikorlara karşı en savunmasız olan başak kısmını belirlemeye çalışacaklardı. Sonuçta amaç, vücuda aynı başak bölümünün zararsız bir versiyonunu gösteren bir aşı yapmaktı.
Zor olacağını biliyorlardı. HIV sivri uçları, bir hücreyi işgal etmeden önce bir biçim ve virüs içeri girdiğinde farklı bir biçim alarak sürekli şekil değiştirir. Bir aşı, ideal olarak, en iyi atışa sahip olmak için, yalnızca çivinin ilk biçimine karşı güçlü antikorlar ortaya çıkaran şekli kullanır. virüs çıktı. Ancak bilim adamları, hangi şekli seçeceklerini belirlemek için yıllarca uğraştılar. Çiviyi haritalamak, Jell-O’yu yakalamaya çalışmak gibiydi.
2008’de Detroit dışından 27 yaşındaki Jason McLellan, Aşı Araştırma Merkezi’nde tam da bu sorun üzerinde çalışan bir gruba katılmak için başvuruda bulundu. O büyürken babası bir bakkal işletiyordu ve annesi evi işletiyordu. Wayne State Üniversitesi’ne tam bursla katıldı ve ailesinde üniversite diploması alan ilk kişi oldu.
Yüksek lisans okuluna, proteinlerin küçük kristallerini yapmanın zor ve zahmetli sanatı olan X-ışını kristalografisini incelemek ve ardından üç boyutlu yapılarını anlamak için onları X-ışınları ile patlatmak için devam edecekti.
Ancak merkez tarafından işe alındığında, Dr. McLellan bir molekülün şeklini birbiri ardına kovalamaktan bıkmıştı, ne olduğunu asla bilmeden. H. I. V. gibi insan sağlığı için önemli olan moleküller üzerinde çalışmak istedi.
Ulusal Sağlık Enstitüleri yapısal biyoloji bölümünün şefi Peter Kwong, H. I. V.’ye saldırabilecek nadir insan antikorlarını inceliyor. Kredi. . . The New York Times için Shuran Huang
Ancak altı ay içinde Dr. McLellan, H. I. V. tarafından afalladı ve derslerini başka bir patojene uygulamak istedi.
Bu yüzden patronu Peter Kwong’a alışılmadık bir teklifle yaklaştı: Daha yönetilebilir bir virüs üzerinde çalışmaya başlayalım.
Dr. McLellan, “önemli ama daha izlenebilir bir şeye nişan almanın zamanının geldiğini söyledi. ”
Dr. Kwong, gözlerini H. I. V.’den ayırmaya pek hevesli değildi. Virüs her yıl dünya çapında bir milyondan fazla insanı öldürürken, Dr. Kwong, odaklanma zorunluluğu olduğuna inanıyordu.
Yine de Dr. Kwong, çırağının başka hedeflerin peşinden koşma önerisini, tıpkı kimi işe alacağı ve hangi ekipmanı satın alacağı konularında yaptığı gibi, tüm ekibinin oylamasına sundu. Sonuç neredeyse aynı fikirdeydi, diyor Dr. Kwong: “Başka şeyler deneyin. ”
Dr. McLellan’ın uzağa bakmasına gerek yoktu. Kwong’un laboratuvarının başka bir katındaki yayılma alanında çalışıyordu ve yıllardır sadece HIV’i değil, aynı zamanda respiratuar sinsityal virüsü veya küçük çocukları öldürebilen bir hastalık olan RSV’yi de inceleyen Dr. Graham’a yakın bir yerde oturuyordu. . Konuşmaya başladılar ve Dr. McLellan virüsün hücrelerle kaynaşmasına yardımcı olan bir proteinin yapısını incelemeye başladı.
Sonraki yıllarda, bu proteini stabilize etmedeki başarıları, birkaçR’ye kapıyı açtı. S. V. aşıları şu anda klinik testlerde.
Ve bunu hiç beklemeseler de, tesadüfi işbirlikleri, on yıldan fazla bir süre sonra ortaya çıkacak korkunç yeni virüsü anlamak için kritik öneme sahip olacaktı.
Bir Boru Rüyası
Dr. 2001’de sağdan üçüncü Drew Weissman ve soldan üçüncü Dr. Katalin Karikó. Kredi. . . Katalin Karikó aracılığıyla
1950’lerde, mRNA aşılarının kalbindeki molekül gizemle gizlendi. Yüzyıl ortası biyologları, proteinlerin (DNA) üretilmesine yönelik planların hücrelerin ortasında bulunduğunu ve hücrelerdeki ribozom adı verilen diğer yapıların aslında proteinleri ürettiğini biliyorlardı. Ancak genetik planların hücresel fabrikalara nasıl ulaştığını bilmiyorlardı.
15 Nisan 1960’ta Cambridge Üniversitesi’ndeki bir ofiste çılgınca ve kendinden geçmiş bir toplantıda, moleküler biyolojinin yeni doğmakta olan yarım düzine yıldızı – müstakbel Nobel Ödülü sahibi Francis Crick ve Sydney Brenner de dahil olmak üzere – bir aydınlanma yaşadı. X olarak bilinen zor bir molekül (adı Fransız bilim adamları tarafından önerildiği için “eeks” olarak telaffuz edilir) haberciydi.
Bilim adamları, X’in DNA kodunun bölümlerinin kopyalarını ribozomlara, kodu okuyabilen ve karşılık gelen proteinlerini pompalayabilen hücresel makinelere taşıdığını anladılar. Bilim adamları moleküle haberci RNA veya mRNA adını verdiler.
Ancak başlangıçtaki tüm heyecanlarına rağmen, alanın bu ağır sıkletleri mRNA ile daha fazlasını yapmadı. Molekülün hücrelerden izole edilmesi neredeyse imkansızdı çünkü uzaklaştırılırken parçalanacaktı.
1984’te bir laboratuarda mRNA’nın nasıl yapıldığını çözen Harvard biyoloğu Doug Melton, “Moleküler biyologlar DNA ve proteinler konusunda çok daha heyecanlıydı” dedi. “mRNA sadece can sıkıcıydı çünkü çok kolay bozuluyordu. ”
Onlarca yıldır çok az bilim insanı bu hassas moleküllere dikkat etti. Pennsylvania Üniversitesi’ndeki bir Xerox makinesinde iki akademisyen arasında şans eseri bir toplantı olmasaydı, Covid aşılarına asla dahil olamazlardı.
Ribozomları bağlayan haberci RNA’nın bir transmisyon elektron mikroskobu görüntüsü. Kredi. . . Omikron/Bilim Kaynağı
Dr. Ailesinin şaka yapmaktan hoşlandığı, günlük kelime sınırı olduğu için suskun bir doktor ve virolog olan Drew Weissman, H. I. V. aşısına yönelik yeni yaklaşımlar için çaresizdi. Kariyerinin başlarında, N.I.H.’deki Dr. Fauci’nin laboratuvarında toksik olduğu ortaya çıkan bir AIDS tedavisini test etmek için yıllarını harcamıştı.
1998’de bir gün Penn’in tıp bölümündeki fotokopi makinesindeyken bir kadın yanına geldi. Macaristan’dan 44 yaşındaki bir bilim adamı olan Katalin Karikó, Dr. Weissman’ın geri çekilmesi kadar coşkuluydu. Szeged Üniversitesi’ndeki araştırma programının parası bittiğinde yirmi yıl önce Amerika Birleşik Devletleri’ne gelmişti. Ancak Amerikan araştırma laboratuvarlarında kalıcı bir pozisyon, hibe ve yayın olmadan marjinalleştirildi. Penn’de bir dayanak arıyordu, ancak başka bir bilim adamı onu içeri alırsa kalmasına izin verileceğini biliyordu.
Onun takıntısı mRNA’ydı. Klinik olarak kullanılamaz olduğuna dair onlarca yıllık ortodoksiye meydan okuyarak, bunun birçok tıbbi yeniliği teşvik edeceğine inanıyordu. Teoride bilim adamları, genetik kodunu bildikleri sürece, bir hücreyi herhangi bir tür protein üretmeye zorlayabilirler, ister bir virüsün sivri ucu olsun, ister insülin gibi bir ilaç olsun.
“Ben bir RNA bilimcisiyim dedim. RNA ile her şeyi yapabilirim,'” diye hatırlıyor Dr. Karikó, Dr. Weissman’a. Ona sordu: Bir H. I. V. aşısı yapabilir misin?
“Oh evet, oh evet, yapabilirim,” dedi Dr. Karikó.
Bu noktaya kadar, ticari aşılar, bağışıklık sistemini istilacı mikroplara saldırması için eğitmek için değiştirilmiş virüsleri veya bunların parçalarını vücuda taşıyordu. Bir mRNA aşısı, bunun yerine, vücudun hücrelerinin kendi viral proteinlerini pompalamasına izin verecek – mRNA’da kodlanmış – talimatlar taşır. Dr. Weissman, bu yaklaşımın gerçek bir enfeksiyonu daha iyi taklit edeceğini ve geleneksel aşılardan daha güçlü bir bağışıklık tepkisi sağlayacağını düşündü.
Çok az bilim insanının işe yarayacağını düşündüğü uç bir fikirdi. MRNA kadar kırılgan bir molekül, olası bir aşı adayı gibi görünmüyordu. Hibe yorumcuları da etkilenmedi. Laboratuvarı, üniversitenin başlamak için yeni öğretim üyelerine verdiği tohum parasıyla çalışmak zorundaydı.
O zamana kadar, herhangi bir proteini kodlamak için laboratuvarda mRNA’yı sentezlemek kolaydı. Dr. Weissman ve Karikó, petri kaplarında büyüyen insan hücrelerine mRNA molekülleri yerleştirdi ve beklendiği gibi mRNA, hücrelere spesifik proteinler yapma talimatı verdi. Ancak farelere mRNA enjekte ettiklerinde hayvanlar hastalandı.
Dr. Weissman, “Kürkleri kabardı, kamburlaştılar, yemek yemeyi bıraktılar, koşmayı bıraktılar” dedi. “Nedenini kimse bilmiyordu. ”
Yedi yıl boyunca ikili mRNA’nın işleyişini inceledi. Sayısız deney başarısız oldu. Birbiri ardına çıkmaz sokaklarda dolaştılar. Sorunları, bağışıklık sisteminin mRNA’yı istilacı bir patojenin parçası olarak görmesi ve ona saldırması, mRNA’yı yok ederken hayvanları hasta etmesiydi.
Sonunda gizemi çözdüler. Araştırmacılar, hücrelerin belirli bir kimyasal modifikasyonla kendi mRNA’larını koruduğunu keşfettiler. Böylece bilim adamları, hücrelere enjekte etmeden önce laboratuarda yapılan mRNA’da aynı değişikliği yapmayı denediler. İşe yaradı: mRNA, bir bağışıklık tepkisi uyandırmadan hücreler tarafından alındı.
Dr. Weissman, 2005 yılında yayınlanan makalelerinin Nature and Science dergileri tarafından özet olarak reddedildiğini söyledi. Çalışma sonunda Bağışıklık adlı niş bir yayın tarafından kabul edildi. Tıpkı mRNA’nın kendisi görmezden gelindiği gibi, hücrelerin mRNA’yı kabul etmesini sağlamak da kimsenin umurunda değildi. En iyi ihtimalle akademik ilgiye benziyordu.
Yağlı Paltolar
BioNTech’ten Katalin Karikó. “Ben bir RNA bilimcisiyim” dedim. RNA ile her şeyi yapabilirim” diye 1998’de Dr. Drew Weissman’a söylediğini hatırladı. Kredi. . . Hannah Yoon
Karşı çıkanlara rağmen Dr. Karikóand Weissman, keşiflerinin dünyayı değiştirebileceğine inanıyordu. Artık bir hücrenin içindeyken mRNA’yı nasıl koruyacaklarını biliyorlardı. Ancak bir aşı veya ilaç olarak çalışmak için, kırılgan moleküllerin hücrelere giderken bozulmayı önlemek için kan dolaşımında korunması gerekir.
Anlaşıldığı üzere, Vancouver’daki bir biyokimyacı ekibi, genetik materyali hücrelere taşımanın yollarını sessizce kökten değiştirmek için yıllarını harcamıştı. Bu, mRNA aşılarına yol açmaya yardımcı olan herhangi bir ortaklık kadar olasılık dışıydı.
Takımın elebaşı, biyokimyacı değil, deneysel bir fizikçi olmayı amaçlayan Pieter Cullis adında uzun boylu bir adamdı. Ancak fizikteki en büyük keşiflerin onlarca yıl önce yapıldığını hissetmeye başladı. Dartmouth’daki Dr. McLellan gibi, Dr. Cullis de daha boş bilimsel otlaklar arıyordu.
Biyolojik zarlar alanında bir tane buldu: vücuttaki trilyonlarca hücreyi kaplayan ve sulu dış kısmı içeriden ayıran lipit adı verilen dış yağ tabakası. Dr. Cullis, ilaçları veya genetik materyali muhafaza etmek ve hücrelere taşımak için kendi lipid zarlarını tasarlayıp tasarlayamayacağını merak etti.
1990’larda, mRNA tabanlı ilaçlar neredeyse kimsenin radarında değildi, ancak gen terapisi, hastalığı tedavi etmek veya iyileştirmek için belirli genleri değiştirmeye yönelik bir teknik olarak revaçtaydı. Bu ilaçların bir hastaya başarılı bir şekilde yeni bir gen vermeleri için bir çeşit FedEx paketine ihtiyaçları vardı. Ve Dr. Cullis’in kurucularından biri olan Inex, bir tane bulmak için yola çıktı.
Proje aşındırıcı derecede zordu. Hücrenin yüzde biri büyüklüğündeki yağ kürecikleriyle çalışıyordu. İnsan hücreleri, yiyecek dışında herhangi bir şeyin girmesini önlemek için ayrıntılı bir savunma sistemine sahipti. Ve lipidlerinin bazı versiyonları aşırı derecede zehirliydi ve hücre zarlarını parçalayabilecek elektrik yükleri vardı.
Inex’te Dr. Cullis ile birlikte çalışan Thomas Madden, büyük atılımın, kendisinin ve ekibinin yağlı tüylerdeki pozitif yükü nasıl manipüle edeceklerini bulduklarında geldiğini söyledi. Bilim adamları DNA’yı içeri yüklediğinde yağlı kabarcıklar yüklenecek, ancak kan dolaşımına enjekte edildikten sonra yük ve toksisite ortadan kalktı.
Ancak teknik zorluklar devam etti ve Vancouver kimyagerleri başka tür ilaçlardan kazanılacak daha fazla para olduğuna karar verdi. Dr. Cullis odak noktasını değiştirdi ve lipid teknolojisini bazı uygulamalar için yeni bir şirket olan Protiva’ya lisansladı.
2004 yılında, Dr. MacLachlan’ın ekibi ileriye doğru önemli bir adım daha attı: Genetik materyali, ilaç şirketlerinin üretimi artırmasına olanak tanıyacak şekilde yağlı paltoların içine yerleştirdi ve değerli kargonun daha fazlasının kaçmasını önlemek için lipid oranlarını değiştirdi. Ekip ayrıca hücrelerin genetik materyali gelir gelmez parçalamamasını sağlamak için çalıştı.
Bu ilerlemeleri mRNA tabanlı tıp yapmak için kritik olarak gören Dr. Karikó, önümüzdeki yıllarda Dr. MacLachlan’ı birlikte çalışmaya iki kez ikna etmeye çalıştı.
Koronavirüs Pandemisi: Bilinmesi Gereken Temel Şeyler
<saat/>
Kart 1 / 4
ABD’deki en son Covid verileri Omicron artışı, vaka sayılarının rekor seviyelere ulaşmasına ve hastaneye yatışların geçen kışki zirveyi geçmesine neden olduğundan, verilerin varyantın potansiyel zararı hakkında önerdiği şudur. Bu arada ABD’nin bazı bölgelerinde düşen enfeksiyon oranlarına ilişkin raporlar, ulusal bir zirvenin yaklaşmakta olabileceğine işaret ediyor.
ABD Covid yanıtı. Başkan Biden, ABD hükümetinin bunalmış hastanelere yardım etmek için askeri personel görevlendireceğini ve önceki satın alımını ikiye katlayarak Amerikalılara dağıtılmak üzere 500 milyon test daha satın alacağını duyurdu. Amerikalılar 19 Ocak’tan itibaren çevrimiçi olarak ücretsiz hızlı testler sipariş edebilecekler.
Dünya çapında. Bazı Avrupa ülkeleri, griple nasıl başa çıktıklarına daha yakından uyum sağlamak için virüse yaklaşımlarını değiştirdi. Halk sağlığı uzmanları, değişimin erken olabileceğini söylüyor. Çin’de Kış Olimpiyatları’ndan haftalar önce salgınlar, “sıfır Covid” politikasına bağlı kalırken Oyunları düzenlemenin zorluklarının altını çizdi.
Güvende kalmak. Covid’i yaymak konusunda endişeli misiniz? Ne zaman test edileceği, hangi maskenin seçileceği ve evde virüs testlerinin nasıl kullanılacağıyla ilgili bazı temel yönergeleri izleyerek kendinizi ve başkalarını güvende tutun. Koronavirüs için pozitif test ederseniz yapmanız gerekenler.
Ancak iş anlaşmazlıkları araya girdi. İlk seferinde bir konferansta onu köşeye sıkıştırdı ve yağları için yalvardı. Dr. MacLachlan, üniversitesinin Protiva’nın fikri mülkiyet haklarını almakta ısrar ettiği için hayır dediğini söyledi. İkinci kez, Dr. Karikó BioNTech için çalışmaya başladığında, Dr. MacLachlan bir anlaşma yapmaya çalışmak için Almanya’nın Mainz kentindeki ofislerine uçtu. Dr. Karikó, Vancouver’ı da ziyaret etti. Ancak Dr. MacLachlan, şirketin teklifinin ciddi olmadığını söyledi. “Hissedarlarımız bizi çarmıha gererdi” dedi.
Protiva ayrıca Dr. Cullis’in ortaklaşa kurduğu yeni bir firmayla fikri mülkiyet savaşına girdi. Büyüsü bozulan Dr. MacLachlan şirketten ayrıldı ve ailesiyle birlikte seyahat etmek için bir karavan satın aldı.
Sonunda, bir mRNA atışını lipitlere sarmak için aşı üreticileriyle birlikte çalışan Dr. Cullis’in ekipleriydi – bilim adamlarının orijinal hedeflerinden büyük bir sapma. Dr. Cullis, “Hiç de o yöne gitmiyorduk” dedi.
Titrekli Sivri Uçlar
Uzmanlığı proteinlerin şeklini inceleyen Austin’deki Texas Üniversitesi’nden Jason McLellan. Kredi. . . The New York Times için Sergio Flores
mRNA ve lipid kaplamalar üzerindeki çalışmalar, 2020’de Covid aşılarında bir araya gelen yapbozun iki parçasıydı. Ancak üçüncü bileşen, hücreleri koronavirüsün başak proteininin en etkili versiyonunu yapmaya yönlendirecek kesin mRNA kodunu bulmaktı.
Ve bu önemli bilgi, Drs arasındaki uzun süredir devam eden işbirliğinden çıktı. Aşı Araştırma Merkezinde yan yana oturdukları günlerden beri birlikte çalışan McLellan ve Graham.
Dr. McLellan 2013 yılında Dartmouth’ta kendi laboratuvarını açmaya hazırlanırken, o ve Dr. Graham yeni laboratuvarın neye odaklanması gerektiğini tartıştı. Akıl hocasının şaşırtıcı bir cevabı vardı: koronavirüsler. Bu, genellikle soğuk algınlığından daha kötü bir şeye neden olmayan bir virüs sınıfıydı ve fon sağlayan kuruluşların çok az ilgisini çekiyordu. Laboratuvarı onlara adamak bir kumar olurdu.
Ancak MERS, yakın zamanda Ortadoğu’daki deve ahırlarında ve mezbahalarda yayılmaya başlamıştı. Sadece 11 yıl önce, Güney Çin’de bir başka ölümcül koronavirüs olan SARS ortaya çıkmıştı. Ve damgasını vurmaya çalışan genç bir araştırmacı için, koronavirüslere dikkat eksikliği, araştırma hibeleri ve imza bulguları için daha az doğrudan rekabet anlamına geliyordu.
Dr. McLellan, “Bu konu hakkında konuşurken, yeni yayılma olayları için belki 10 yıllık bir zaman diliminde gibiydik,” dedi.
MERS, tüm koronavirüsler gibi, H.I.V.’deki şekil değiştiren proteinleri anımsatan ilginç bir özelliğe sahipti: yüzeyinde insan hücrelerine tutunan kıvrımlı sivri uçlar. Aşı yapmak için yapılan tüm çabaları engellediler. MERS artışı özellikle korkutucuydu, o kadar ki bilim adamları onu laboratuvarda yeniden üretmek ve izole etmek için mücadele ettiler. Büyüktü, kalın bir şekerle kaplıydı ve oldukça dengesizdi.
Dr. McLellan, “Oldukça bir kabustu,” dedi.
İşleri daha da zorlaştıran Dr. Graham, Orta Doğu’da MERS ile enfekte olmuş herhangi birinden numune alamamıştı.
Dr. Graham, yıllarca Batılı bilim adamlarının, özellikle AIDS krizi sırasında yerel araştırmacıları dışlayan araştırmalar için düşük gelirli ülkelere paraşütle atlamalarından sonra, hükümetlerin “onların örneklerine karşı çok koruyucu hale geldiğini” söyledi.
Lübnanlı-Amerikalı genç bir grip araştırmacısı olan Hadi Yassine, laboratuvarında Mekke’ye yaptığı bir yolculuktan sonra bir hastalıktan kurtulduğunda, Dr. Graham ona MERS bulaşmış olabileceğini düşündü. Ancak HKU1 olarak bilinen soğuk bir virüs olduğu ortaya çıktı.
O zaman Dr. Graham’ın içgörüsü vardı: Dünyanın en sıkıcı koronavirüsleri, en tehlikelileri hakkında kritik dersler içerebilir.
Diğer koronavirüsler gibi, HKU1 de korkunç bir yükseliş yaşadı ve bazı değişikliklerle MERS virüsündekinden daha sabit kaldı. Birkaç yıl içinde, şimdilerde Scripps Araştırma Enstitüsü’nde proteinleri dondurmak ve elektron mikroskobu altında hareketsiz tutmak konusunda uzman olan Andrew Ward’ı da içeren ekip, HKU1 sivri ucunun Nature’daki karmaşık görüntülerini yayınladı. Bilim adamları, hücrelere bağlanmadan önce aldığı ilk formda bir insan koronavirüs spike proteinini ilk kez görselleştirdiler.
Dr. Yassine kısa süre önce uzun zaman önce geçirdiği soğuk algınlığı için “Bunu şans olarak kabul edebilirsiniz” dedi, “ya da bir lütuf olarak kabul edebilirsiniz. ”
Şimdi ekip, gerçek düşmanları MERS üzerindeki proteinleri sabitlemek için soğuk algınlığı virüsündeki artış hakkında öğrendiklerini kullanmaya başladı. Bir aşı yapmak buna bağlıydı.
Bir MERS koronavirüs parçacığı. Kredi. . . NIAID
Sorun şuydu ki, laboratuarda – bir şişedeki memeli hücrelerine genetik talimatlar ekleyerek – yaptıkları herhangi bir sivri uç, nadiren stabildi ve şekil değiştirmeye devam etti, bu da onları bir aşıda kullanım için çok daha az etkili hale getirdi.
Bilim adamlarının çiviyi yerine kilitlemesi gerekiyordu. Bu karmaşık bir görevdi, bu yüzden Dr. McLellan ipuçları için soğuk virüs sivri uçlarından oluşturduğu haritaya döndü.
Dr. McLellan ile birlikte Dartmouth laboratuvarında bu sorun üzerinde çalışan, Çin’den doktora sonrası araştırmacı Nianshuang Wang, SARS ve MERS’in daha kötü koronavirüs salgınlarının geleceğini öngördüğüne inanıyordu.
Dr. Wang’ın görevi, Amerikan araştırma laboratuvarlarındaki birçok genç bilim insanınınki gibi, patronunun olası olmayan fikirlerini gerçekleştirmek için laboratuvar tezgahında ihtiyaç duyduğu yalnız saatleri geçirmekti. En büyük keşifler genellikle, çoğu Amerika Birleşik Devletleri dışından gelen hırslı öğrenciler olan ve başka birinin kariyerinde arka planda rol oynasalar bile kendi kariyerlerini başlatmak için çalışan araştırmacılara bağlıydı.
Bu vakada Dr. Wang, iyi bildiği bir virüs üzerinde çalışıyordu. Doğu Çin’deki küçük bir köyden köylü çiftçilerin oğlu, çocukken hayvan yaşamının arkasındaki bilimsel kavramlarla ilgilenmeye başladı ve daha sonra Çinli bir ekibin MERS hakkında önemli keşifler yapmasına yardımcı oldu. Dr. McLellan’ın R.S.V. araştırmasını okuyan Dr. Wang, Dartmouth laboratuvarına katılmak için başvurdu ve kısa süre sonra MERS virüsünün hantal sivri proteinlerini hareketsiz tutma görevi verildi.
Onları şekil değiştirmeye bu kadar yatkın yapan şeyin bir kısmı, boş alan ceplerine sahip olmalarıydı. Yani Dr. McLellan ve Wang önce onları moleküler bir yapıştırıcıyla doldurmayı denediler – Dr. McLellan buna “boşluk doldurma” dedi. Daha sonra, yeterince yakın olduklarında bir bağ oluşturan ve çivinin hareketli bir parçasını daha sağlam bir parçaya yapıştıran iki molekül yerleştirmeyi denediler. Ancak bu yöntemlerin ikisi de başarısız oldu.
Üçüncü bir yaklaşım mükemmel sonuçlar verdi. HKU1 haritalarını kaba bir kılavuz olarak kullanarak, sivri ucun özellikle gevşek bir eklemini sıfırladılar ve iki sert amino asit eklediler. Bu değişiklikler her şeyi daha katı hale getirdi.
Ancak yöntemi geliştirdikleri zaman, MERS salgını çoktan bitmişti ve koronavirüslere olan ilgi azalmıştı. Beş prestijli bilimsel dergi tarafından reddedilen çalışma, daha az öne çıkan bir yayına ve 2017 patent başvurusuna gömüldü.
Bu, Dr. Wang’ın yaklaşık üç yıllık bir çalışmadan çıkan ilk yazarlı dergi makalesiydi – Amerika Birleşik Devletleri’nde canını sıktığı prestijli akademik iş için ihtiyaç duyduğu şeyin çok altındaydı.
Tanınma eksikliğinin canını sıkan Dr. Wang şunları söyledi: “Karısı ve küçük kızıyla zaman geçirmesine neden olan ve aileyi fazla parasız bırakan, cezalandırıcı, genellikle sıkıcı bir işti.
Ancak, 2020’nin başlarında, Dr. McLellan’ın Austin’deki Teksas Üniversitesi’ndeki yeni laboratuvarından bir ilaç şirketi için ayrılmadan birkaç ay önce, Dr. Wang, bir koronavirüs aşısı yapmak için eski bulgularının gün yüzüne çıkarılmasına yardım ettiğinde, kalıcı herhangi bir kırgınlık ortadan kalktı.
Dr. Wang, “Küçük bir şey aslında alanı ve hatta dünyayı değiştirebilir” dedi. “Benim için ilk düşünce buydu. ”
“Eye Geri Dön”
Bethesda, Md.’deki Dale ve Betty Bumpers Aşı Araştırma Merkezi’nin 40. Binası. Kredi. . . NIAID
5:30 a. m. 31 Aralık 2019’da günlerine düzenli olarak şafaktan önce başlayan Dr. Graham, dünya çapında bulaşıcı hastalık uzmanları için bir liste hizmeti olan ProMed’den bir haber bülteni gördüğünde ev ofisinde çalışıyordu. Çin’in Vuhan kentinde yeni bir pnömoni yayılıyordu. At 5:54, he sent an email to his lab group: “We should keep an eye on this. ”
A week later, he heard that the frightening new disease was caused by a coronavirus, the same class of pathogen that he had trained his focus on years earlier when most other scientists were ignoring them.
He called his old collaborator Dr. McLellan, whose lab had been splitting time between coronaviruses and other pathogens. When his cellphone rang, Dr. McLellan was browsing in a ski shop in Park City, Utah, while waiting for his snowboarding boots to be heat-molded. When he saw the caller ID, he thought Dr. Graham was calling to wish him a belated Merry Christmas.
Instead Dr. Graham told Dr. McLellan the grim news. “We need to get back in the saddle,” he said. “This is our time. ”
Dr. McClellan texted his lab to let them know the news. Several days later, when Chinese researchers posted the virus’s genetic sequence online, they got to work.
Using what they had learned working on Dr. Yassine’s cold virus and MERS, the team zeroed in on the spikes and came up with genetic sequences within days, incorporating the crucial cementing technique that Drs. McLellan and Wang had refined.
And on Feb. 15, Dr. Graham and Dr. McLellan published a paper detailing the spike’s structure on a website for scientific manuscripts. The study was later published in Science.
“That meant a lot,” Dr. McClellan said. “Because we published where to put the stabilizing mutations, other companies could use it. ”
The team’s stabilizing technique was crucial to the mRNA vaccines made by BioNTech (which by then had partnered with Pfizer) and Moderna, as well as certain non-mRNA vaccines.
Once Moderna and BioNTech scientists had genetic sequences for the spike, they then synthesized the mRNA molecules in their labs, applying the same chemical tweak that Drs. Weissman and Karikó had learned 15 years earlier. They wrapped their genetic cargo in protective fatty coats like those first dreamed up by the Canadians. They poured the resulting clear liquid into tiny glass vials and shipped them off for the first human tests.
From left: Dr. Graham, President Biden, Dr. Francis Collins and Kizzmekia Corbett. The scientists were explaining the role of spike proteins to Mr. Biden during a visit to the Viral Pathogenesis Laboratory at the N. I. H. last year. Kredi. . . Pete Marovich for The New York Times
For Moderna’s all-important clinical trials, the government once again relied on its past investments in H. I. V. On March 3, 2020, as the coronavirus was spreading, Dr. Fauci called Dr. Larry Corey, a virologist at the Fred Hutchinson Cancer Research Center and the director of the government’s 21-year-old network of clinical trial sites for testing H. I. V. vaccines. “It’s time to pivot,” Dr. Fauci said.
At about 100 sites, the program would simultaneously test four vaccines: the mRNA shot from Moderna, as well as non-mRNA formulations from Johnson & Johnson, AstraZeneca and Novavax. (Pfizer decided to test the BioNTech vaccine on its own. )
“We wanted them all to succeed,” Dr. Corey said.
The team recruited 30,000 volunteers, a daunting task. It required enrolling 2,000 people a day — far more, Dr. Corey said, than had ever been attempted for a trial.
By November, the first results were in from the trial of Pfizer-BioNTech’s mRNA vaccine.
It was the culmination of decades of fundamental discoveries that had once been shrugged off as uninteresting. To get here, hundreds of researchers had tried, failed, reversed course and made incremental progress in different fields, never knowing for sure that any of their efforts would ever pay off.
If these Covid vaccines worked, Dr. Graham knew, they could pave the way for other new shots against diseases as varied as the common cold, flu and cancer — and even against that most elusive virus, H. I. V.
He was in his home office on the afternoon of Nov. 8 when he got a call about the results of the study: 95 percent efficacy, far better than anyone had dared to hope.
“It works!” he told his wife. Two of his grandchildren, 5 and 13, approached his office desk and hugged him from the front. His wife and son hugged him from the back. And the virologist began to sob.
Şimdi, virüsün, Orta Doğu Solunum Sendromu’nun veya MERS’in, kutsal Mekke şehrine yaptığı bir hac ziyaretinden sonra 2013 sonbaharında ateş ve öksürük ile hastalanan laboratuvarının kendi bilim adamlarından birine bulaştığından korkuyordu.
Bir burun sürüntüsü koronavirüs için pozitif çıktı, görünüşe göre Dr. Graham’ın en büyük korkularını doğruladı, sadece rahatlama sağlamak için ikinci bir test için. Soğuk algınlığına neden olan hafif bir koronavirüstü, MERS değil.
Dr. Graham’ın bir sezgisi vardı: Belki de bu soğuk algınlığı virüsüne daha yakından bakmakta fayda var.
Öngörüden çok kolaylık ve meraktan doğan bir dürtüydü, zafer veya kâr beklentisi çok azdı veya hiç yoktu. Yine de bir meslektaşının nezlesini inceleme kararı kritik keşiflere yol açtı. O zamanlar önemsiz görünen diğer şans eseri atılımlarla birlikte, sonunda yüz milyonlarca insanı Covid-19’dan koruyan mRNA aşılarına yol açacaktı.
Çekimler rekor hızda geliştirildi, Çin’de gizemli bir zatürrenin ortaya çıkmasından bir yıldan biraz fazla bir süre sonra geldi ve daha pek çok şey – siyasi kan davaları, halkın güvensizliği ve başarısız hükümet planlaması – yanlış gitti.
Bir mucize olmaya devam ediyorlar: Omicron varyantı yeni bir pandemi dalgasını körüklese bile, aşıların ciddi hastalık ve ölüme karşı savunmada oldukça dirençli olduğu kanıtlandı. Ve üreticiler, Pfizer, BioNTech ve Moderna, mRNA teknolojisinin aşıları hızlı bir şekilde adapte etmelerine, evrimin bir sonraki getireceği virüsün tehlikeli yeni versiyonunu savuşturmalarına izin vereceğini söylüyor.
Şüpheciler, modern çağda tıp biliminin en etkileyici başarılarından biri olan aşıların hızlı gelişimini, halkın aşılara olan güvenini sarsmak için kullandılar. Ancak, dünyanın dört bir yanındaki bilim adamları, çalışmalarının bir gün bir araya gelip yüzyılın salgınını ehlileştireceğini asla hayal etmeyerek, dünyanın dört bir yanındaki bilim adamlarının araştırmalarını sürdürürken, aşıların arkasındaki atılımlar, on yıllar içinde azar azar ortaya çıktı.
İlaç şirketleri bu bulgulardan yararlandı ve kısmen Trump yönetiminin aşıların, ilaçların ve teşhis testlerinin geliştirilmesini ve üretilmesini hızlandırmak için milyarlarca dolarlık programı Warp Speed’in yardımıyla, ölçekte üretilebilecek tutarlı bir ürün tasarladı. yeni virüs.
Bununla birlikte, aşıları mümkün kılan bilim adamları yıllarca para aradılar ve halkın kayıtsızlığıyla mücadele ettiler. Deneyleri genellikle başarısız oldu. İş çok yıpratıcı olunca bazıları işi geride bıraktı. Yine de bu öngörülemeyen, zikzak çizen yolda, bilim yavaş yavaş kendi üzerine inşa edildi, bilgiyi başarısızlıktan sıkıştırdı.
Aşılar ancak üç alandaki çabalar sayesinde mümkün olabildi. İlki, 60 yıldan uzun bir süre önce, hücrelerin protein yapmasına yardımcı olan genetik molekül olan mRNA’nın keşfiyle başladı. Birkaç on yıl sonra, Pennsylvania’daki iki bilim adamı, boş bir hayal gibi görünen bir şeyin peşinden gitmeye karar verdi: molekülü, hücrelere, bağışıklık sistemini güçlendirecek küçük virüs parçaları yapma emri vermek için kullanmak.
İkinci çaba, özel sektörde gerçekleşti, Kanada’daki biyoteknoloji şirketleri, gen terapisinin tomurcuklanan alanında – hastalıkları tedavi etmek için genlerin değiştirilmesi veya onarımı – kırılgan genetik molekülleri korumanın bir yolunu aradı, böylece insanlara güvenli bir şekilde teslim edilebileceklerdi. hücreler.
Üçüncü önemli soruşturma hattı, ABD hükümetinin AIDS’i önlemek için bir aşı bulmak için milyarlarca dolarlık bir arayışa başladığı 1990’larda başladı. Bu çaba, H. I. V. virüslerinin hücreleri istila etmesine izin veren çok önemli “sivri uçları” hedef almaya çalışan bir grup bilim insanına fon sağladı. Çalışma, başarılı bir H. I. V. aşısı ile sonuçlanmadı. Ancak Dr. Graham da dahil olmak üzere bu araştırmacılardan bazıları görevden saptı ve sonunda koronavirüslerdeki ani artışların haritalandırılmasına izin veren sırların kilidini açtı.
2020’nin başlarında, bu farklı araştırma kolları bir araya geldi. Covid virüsünün sivri ucu mRNA moleküllerinde kodlandı. Bu moleküller koruyucu bir yağ tabakasına sarılmış ve küçük cam şişelere dökülmüştür. Bir yıldan kısa bir süre sonra çekimler silaha sarıldığında, alıcıların hücreleri, sivri uçlara benzeyen ve vücudu koronavirüse saldırmak için eğiten proteinler üreterek yanıt verdi.
Olağanüstü hikaye, temel bilimsel araştırmanın vaadini kanıtladı: Arada bir, eski keşifler, tarih yazmak için karanlıktan koparılabilir.
Seattle’daki Fred Hutchinson Kanser Araştırma Merkezi’nde 30 yılı aşkın bir süredir aşı araştırmaları yapan ancak aşı araştırmalarının bir parçası olmayan bulaşıcı hastalık biyoistatistikçisi Dr. Elizabeth Halloran, “Her şey yerli yerindeydi – kendi gözlerimle gördüm” dedi. mRNA aşıları geliştirme çabası. “Biraz mucizeviydi. ”
Bir Wily Virüsü
Dr. H. I. V.’yi araştıran üst düzey hükümet bilim adamı Anthony S. Fauci, 1996’da Beyaz Saray’da Başkan Bill Clinton ve Başkan Yardımcısı Al Gore’a AIDS’in biyolojisi üzerine bir ders verdi. Kredi. . . NIAID
Aralık 1996’da Başkan Bill Clinton, Dr. Anthony S. Fauci’yi Oval Ofis’e davet etti ve o dönemde Amerika Birleşik Devletleri’nde 350.000’den fazla ve dünya çapında altı milyondan fazla insanı öldüren o dönemin ciddi salgını AIDS hakkında kendisine bilgi verdi. .
Virüsü araştıran en üst düzey hükümet bilim adamı Dr. Fauci, garip bir şekilde umutlu hissediyordu. Virüsün ortaya çıkmasından bu yana ilk kez, sabırlı aktivistler tarafından yıllarca süren yoğun kamuoyu baskısının ardından test edilen ve onaylanan birkaç yeni ilaç sayesinde ülkedeki yıllık AIDS ölümleri düştü.
Ancak cephaneliklerinde en değerli araç eksik kaldı: bir aşı. Ve başkan sabırsızdı.
Adamlar Gül Bahçesi’ne doğru yürürken, Dr. Fauci hatırladı, başkan ona döndü ve şöyle dedi: “AIDS’i 1981’den beri bir hastalık olarak biliyorsunuz. Nasıl oluyor da henüz aşınız yok?”
Şaşıran Dr. Fauci, başkana şu ana kadarki araştırma çabalarının büyük ölçüde koordineli olmadığını söyledi. Ardından cesur bir adım attı: Farklı disiplinlerden bilim adamlarının birbirleriyle konuşabilecekleri ve kendi disiplinlerinin cevapları olduğunu kanıtlamak yerine aşıları silah altına almak amacıyla işbirliği yapabilecekleri bir araştırma tesisi.
Bay Clinton, genelkurmay başkanı Leon Panetta’ya döndü. “Bunu yapabileceğimizi mi sanıyorsun?” O sordu.
Bay Panetta, “Sen Amerika Birleşik Devletleri başkanısın” dediğini hatırladı. “Canınız ne istiyorsa onu yapabilirsiniz. ”
Dr. Fauci, onu pohpohladıklarını düşündü. Aşı araştırmaları pek de heyecan verici bir bilim değildi ve kanser ve kalp hastalıklarını tedavi etme çabalarına uzun süredir arka planda kalmıştı. Ancak beş ay sonra, Dr. Fauci, başkanın konuşma yazarlarından birinden bir telefon aldı. Bay Clinton, Baltimore’daki Morgan State Üniversitesi’nde bir mezuniyet konuşması yapacaktı ve aşı araştırma merkezini duyurmak istedi. Dr. Fauci bir tarif verebilir mi? Dr. Fauci, “Tamamen şok oldum” dedi.
Dr. Barney Graham, Smyrna, Ga’daki ev ofisinde. Kredi. . . The New York Times için Johnathon Kelso
Yeni çabaya dahil edilen ilk bilim adamlarından biri Dr. Graham’dı. Nashville’deki Vanderbilt Üniversitesi’ndeki meslektaşlarının çoğundan 1,80 boyunda olan, sakin tavırlı sakallı bir virolog, kariyerine klinisyen olarak başlamıştı. Ancak 1982’de, hastanede baş asistan olarak çalışmaya yeni başladığında, sarsıcı bir deneyim yaşadı.
Evsiz bir adam deliryum, cilt lezyonları ve akciğerlerinde, karaciğerinde ve dalağında çoklu enfeksiyonlarla acil servise geldi. Grafiğine baktığında, Dr. Graham, adamın bağışıklık sisteminin çöküşü karşısında şaşkına döndü ve uyuşturucu kullanıcıları ile eşcinsel erkekler arasında yayılan yeni bir virüsün olduğundan şüphelendi. Haklıydı: Adamın AIDS’i vardı.
Kısa süre sonra hastaneyi aynı semptomlar dizisine sahip hastalar doldurdu – genellikle genç erkekler, iskelet ve umutsuzca hasta, personeli umutsuzlukla doldurdu.
Dr. Graham, “Korkunçtu – korkunçtu” dedi. Virüs ne kadar gizemli olursa olsun, yayılmasını önlemenin bir yolunu bulmaya yemin etti. Bir bulaşıcı hastalık bölümünün başkanına “Ben bir virolog olmak istiyorum” dedi. “Ben ne yaparım?”
Aşı Araştırma Merkezi 2000 yılında Ulusal Sağlık Enstitüleri’nin Bethesda, Md.’deki kampüsünde yıllık 43 $ bütçeyle kapılarını açmıştır. Bugünkü dolar 9 milyon ve 56 kişilik bir kadro. Bunların arasında Dr. Graham da vardı. Şu anda yaklaşık 180 milyon dolarlık bir bütçeyle 444 kişilik bir kadroya sahip.
N.I.H. bu araştırmayı tamamlamak için 1 dolardan fazla harcadı. Aynı dönemde, deneysel H. I. V. aşıları için ülke çapındaki bir klinik deneme siteleri ağında 5 milyar. Yaklaşık 85 H. I. V. aşısı test edilmiştir. Hiçbiri çalışmadı.
H. I. V. Başarısızlıklar
H.I.V.’nin saldırısı altında mavi renkle gösterilen bir insan T-hücresi, sarı renkle. Kredi. . . NIAID
Aşılar, bağışıklık sistemine istilacı bir mikrobun ön izlemesini vererek insanları korur, böylece gerçek şeye karşı güçlü bir savunma hazırlayabilir.
Ancak uzun bir nedenler listesinden dolayı H. I. V.’ye karşı aşılanmanın imkansız olduğu ortaya çıktı. Diğer virüsler, bağışıklık sisteminden kaçmak için şu veya bu koruyucu mekanizmayı kullanabilir. Ancak H.I.V. hepsini kullanıyor gibi görünüyordu, Dr. Graham şunları söyledi: “Bir H.I.V. aşısının nasıl yapıldığını çözebilseydik, diğer virüslerle ilgili tüm problemler çözülürdü. ”
Merkezdeki araştırmacılardan bazıları, uzun bir atış olmasına rağmen yeni, daha teorik bir yaklaşım denemeye karar verdi. Virüsün insan hücrelerini istila etmesine izin veren çıkıntılı bir protein olan H. I. V.’nin sivri ucunun ayrıntılı atomik yapısını haritalayacaklardı. Daha sonra, virüsleri tanıyan ve sivri uçların diğer hücrelere girmesini engelleyebilen bağışıklık sisteminin bileşenleri olan antikorlara karşı en savunmasız olan başak kısmını belirlemeye çalışacaklardı. Sonuçta amaç, vücuda aynı başak bölümünün zararsız bir versiyonunu gösteren bir aşı yapmaktı.
Zor olacağını biliyorlardı. HIV sivri uçları, bir hücreyi işgal etmeden önce bir biçim ve virüs içeri girdiğinde farklı bir biçim alarak sürekli şekil değiştirir. Bir aşı, ideal olarak, en iyi atışa sahip olmak için, yalnızca çivinin ilk biçimine karşı güçlü antikorlar ortaya çıkaran şekli kullanır. virüs çıktı. Ancak bilim adamları, hangi şekli seçeceklerini belirlemek için yıllarca uğraştılar. Çiviyi haritalamak, Jell-O’yu yakalamaya çalışmak gibiydi.
2008’de Detroit dışından 27 yaşındaki Jason McLellan, Aşı Araştırma Merkezi’nde tam da bu sorun üzerinde çalışan bir gruba katılmak için başvuruda bulundu. O büyürken babası bir bakkal işletiyordu ve annesi evi işletiyordu. Wayne State Üniversitesi’ne tam bursla katıldı ve ailesinde üniversite diploması alan ilk kişi oldu.
Yüksek lisans okuluna, proteinlerin küçük kristallerini yapmanın zor ve zahmetli sanatı olan X-ışını kristalografisini incelemek ve ardından üç boyutlu yapılarını anlamak için onları X-ışınları ile patlatmak için devam edecekti.
Ancak merkez tarafından işe alındığında, Dr. McLellan bir molekülün şeklini birbiri ardına kovalamaktan bıkmıştı, ne olduğunu asla bilmeden. H. I. V. gibi insan sağlığı için önemli olan moleküller üzerinde çalışmak istedi.
Ulusal Sağlık Enstitüleri yapısal biyoloji bölümünün şefi Peter Kwong, H. I. V.’ye saldırabilecek nadir insan antikorlarını inceliyor. Kredi. . . The New York Times için Shuran Huang
Ancak altı ay içinde Dr. McLellan, H. I. V. tarafından afalladı ve derslerini başka bir patojene uygulamak istedi.
Bu yüzden patronu Peter Kwong’a alışılmadık bir teklifle yaklaştı: Daha yönetilebilir bir virüs üzerinde çalışmaya başlayalım.
Dr. McLellan, “önemli ama daha izlenebilir bir şeye nişan almanın zamanının geldiğini söyledi. ”
Dr. Kwong, gözlerini H. I. V.’den ayırmaya pek hevesli değildi. Virüs her yıl dünya çapında bir milyondan fazla insanı öldürürken, Dr. Kwong, odaklanma zorunluluğu olduğuna inanıyordu.
Yine de Dr. Kwong, çırağının başka hedeflerin peşinden koşma önerisini, tıpkı kimi işe alacağı ve hangi ekipmanı satın alacağı konularında yaptığı gibi, tüm ekibinin oylamasına sundu. Sonuç neredeyse aynı fikirdeydi, diyor Dr. Kwong: “Başka şeyler deneyin. ”
Dr. McLellan’ın uzağa bakmasına gerek yoktu. Kwong’un laboratuvarının başka bir katındaki yayılma alanında çalışıyordu ve yıllardır sadece HIV’i değil, aynı zamanda respiratuar sinsityal virüsü veya küçük çocukları öldürebilen bir hastalık olan RSV’yi de inceleyen Dr. Graham’a yakın bir yerde oturuyordu. . Konuşmaya başladılar ve Dr. McLellan virüsün hücrelerle kaynaşmasına yardımcı olan bir proteinin yapısını incelemeye başladı.
Sonraki yıllarda, bu proteini stabilize etmedeki başarıları, birkaçR’ye kapıyı açtı. S. V. aşıları şu anda klinik testlerde.
Ve bunu hiç beklemeseler de, tesadüfi işbirlikleri, on yıldan fazla bir süre sonra ortaya çıkacak korkunç yeni virüsü anlamak için kritik öneme sahip olacaktı.
Bir Boru Rüyası
Dr. 2001’de sağdan üçüncü Drew Weissman ve soldan üçüncü Dr. Katalin Karikó. Kredi. . . Katalin Karikó aracılığıyla
1950’lerde, mRNA aşılarının kalbindeki molekül gizemle gizlendi. Yüzyıl ortası biyologları, proteinlerin (DNA) üretilmesine yönelik planların hücrelerin ortasında bulunduğunu ve hücrelerdeki ribozom adı verilen diğer yapıların aslında proteinleri ürettiğini biliyorlardı. Ancak genetik planların hücresel fabrikalara nasıl ulaştığını bilmiyorlardı.
15 Nisan 1960’ta Cambridge Üniversitesi’ndeki bir ofiste çılgınca ve kendinden geçmiş bir toplantıda, moleküler biyolojinin yeni doğmakta olan yarım düzine yıldızı – müstakbel Nobel Ödülü sahibi Francis Crick ve Sydney Brenner de dahil olmak üzere – bir aydınlanma yaşadı. X olarak bilinen zor bir molekül (adı Fransız bilim adamları tarafından önerildiği için “eeks” olarak telaffuz edilir) haberciydi.
Bilim adamları, X’in DNA kodunun bölümlerinin kopyalarını ribozomlara, kodu okuyabilen ve karşılık gelen proteinlerini pompalayabilen hücresel makinelere taşıdığını anladılar. Bilim adamları moleküle haberci RNA veya mRNA adını verdiler.
Ancak başlangıçtaki tüm heyecanlarına rağmen, alanın bu ağır sıkletleri mRNA ile daha fazlasını yapmadı. Molekülün hücrelerden izole edilmesi neredeyse imkansızdı çünkü uzaklaştırılırken parçalanacaktı.
1984’te bir laboratuarda mRNA’nın nasıl yapıldığını çözen Harvard biyoloğu Doug Melton, “Moleküler biyologlar DNA ve proteinler konusunda çok daha heyecanlıydı” dedi. “mRNA sadece can sıkıcıydı çünkü çok kolay bozuluyordu. ”
Onlarca yıldır çok az bilim insanı bu hassas moleküllere dikkat etti. Pennsylvania Üniversitesi’ndeki bir Xerox makinesinde iki akademisyen arasında şans eseri bir toplantı olmasaydı, Covid aşılarına asla dahil olamazlardı.
Ribozomları bağlayan haberci RNA’nın bir transmisyon elektron mikroskobu görüntüsü. Kredi. . . Omikron/Bilim Kaynağı
Dr. Ailesinin şaka yapmaktan hoşlandığı, günlük kelime sınırı olduğu için suskun bir doktor ve virolog olan Drew Weissman, H. I. V. aşısına yönelik yeni yaklaşımlar için çaresizdi. Kariyerinin başlarında, N.I.H.’deki Dr. Fauci’nin laboratuvarında toksik olduğu ortaya çıkan bir AIDS tedavisini test etmek için yıllarını harcamıştı.
1998’de bir gün Penn’in tıp bölümündeki fotokopi makinesindeyken bir kadın yanına geldi. Macaristan’dan 44 yaşındaki bir bilim adamı olan Katalin Karikó, Dr. Weissman’ın geri çekilmesi kadar coşkuluydu. Szeged Üniversitesi’ndeki araştırma programının parası bittiğinde yirmi yıl önce Amerika Birleşik Devletleri’ne gelmişti. Ancak Amerikan araştırma laboratuvarlarında kalıcı bir pozisyon, hibe ve yayın olmadan marjinalleştirildi. Penn’de bir dayanak arıyordu, ancak başka bir bilim adamı onu içeri alırsa kalmasına izin verileceğini biliyordu.
Onun takıntısı mRNA’ydı. Klinik olarak kullanılamaz olduğuna dair onlarca yıllık ortodoksiye meydan okuyarak, bunun birçok tıbbi yeniliği teşvik edeceğine inanıyordu. Teoride bilim adamları, genetik kodunu bildikleri sürece, bir hücreyi herhangi bir tür protein üretmeye zorlayabilirler, ister bir virüsün sivri ucu olsun, ister insülin gibi bir ilaç olsun.
“Ben bir RNA bilimcisiyim dedim. RNA ile her şeyi yapabilirim,'” diye hatırlıyor Dr. Karikó, Dr. Weissman’a. Ona sordu: Bir H. I. V. aşısı yapabilir misin?
“Oh evet, oh evet, yapabilirim,” dedi Dr. Karikó.
Bu noktaya kadar, ticari aşılar, bağışıklık sistemini istilacı mikroplara saldırması için eğitmek için değiştirilmiş virüsleri veya bunların parçalarını vücuda taşıyordu. Bir mRNA aşısı, bunun yerine, vücudun hücrelerinin kendi viral proteinlerini pompalamasına izin verecek – mRNA’da kodlanmış – talimatlar taşır. Dr. Weissman, bu yaklaşımın gerçek bir enfeksiyonu daha iyi taklit edeceğini ve geleneksel aşılardan daha güçlü bir bağışıklık tepkisi sağlayacağını düşündü.
Çok az bilim insanının işe yarayacağını düşündüğü uç bir fikirdi. MRNA kadar kırılgan bir molekül, olası bir aşı adayı gibi görünmüyordu. Hibe yorumcuları da etkilenmedi. Laboratuvarı, üniversitenin başlamak için yeni öğretim üyelerine verdiği tohum parasıyla çalışmak zorundaydı.
O zamana kadar, herhangi bir proteini kodlamak için laboratuvarda mRNA’yı sentezlemek kolaydı. Dr. Weissman ve Karikó, petri kaplarında büyüyen insan hücrelerine mRNA molekülleri yerleştirdi ve beklendiği gibi mRNA, hücrelere spesifik proteinler yapma talimatı verdi. Ancak farelere mRNA enjekte ettiklerinde hayvanlar hastalandı.
Dr. Weissman, “Kürkleri kabardı, kamburlaştılar, yemek yemeyi bıraktılar, koşmayı bıraktılar” dedi. “Nedenini kimse bilmiyordu. ”
Yedi yıl boyunca ikili mRNA’nın işleyişini inceledi. Sayısız deney başarısız oldu. Birbiri ardına çıkmaz sokaklarda dolaştılar. Sorunları, bağışıklık sisteminin mRNA’yı istilacı bir patojenin parçası olarak görmesi ve ona saldırması, mRNA’yı yok ederken hayvanları hasta etmesiydi.
Sonunda gizemi çözdüler. Araştırmacılar, hücrelerin belirli bir kimyasal modifikasyonla kendi mRNA’larını koruduğunu keşfettiler. Böylece bilim adamları, hücrelere enjekte etmeden önce laboratuarda yapılan mRNA’da aynı değişikliği yapmayı denediler. İşe yaradı: mRNA, bir bağışıklık tepkisi uyandırmadan hücreler tarafından alındı.
Dr. Weissman, 2005 yılında yayınlanan makalelerinin Nature and Science dergileri tarafından özet olarak reddedildiğini söyledi. Çalışma sonunda Bağışıklık adlı niş bir yayın tarafından kabul edildi. Tıpkı mRNA’nın kendisi görmezden gelindiği gibi, hücrelerin mRNA’yı kabul etmesini sağlamak da kimsenin umurunda değildi. En iyi ihtimalle akademik ilgiye benziyordu.
Yağlı Paltolar
BioNTech’ten Katalin Karikó. “Ben bir RNA bilimcisiyim” dedim. RNA ile her şeyi yapabilirim” diye 1998’de Dr. Drew Weissman’a söylediğini hatırladı. Kredi. . . Hannah Yoon
Karşı çıkanlara rağmen Dr. Karikóand Weissman, keşiflerinin dünyayı değiştirebileceğine inanıyordu. Artık bir hücrenin içindeyken mRNA’yı nasıl koruyacaklarını biliyorlardı. Ancak bir aşı veya ilaç olarak çalışmak için, kırılgan moleküllerin hücrelere giderken bozulmayı önlemek için kan dolaşımında korunması gerekir.
Anlaşıldığı üzere, Vancouver’daki bir biyokimyacı ekibi, genetik materyali hücrelere taşımanın yollarını sessizce kökten değiştirmek için yıllarını harcamıştı. Bu, mRNA aşılarına yol açmaya yardımcı olan herhangi bir ortaklık kadar olasılık dışıydı.
Takımın elebaşı, biyokimyacı değil, deneysel bir fizikçi olmayı amaçlayan Pieter Cullis adında uzun boylu bir adamdı. Ancak fizikteki en büyük keşiflerin onlarca yıl önce yapıldığını hissetmeye başladı. Dartmouth’daki Dr. McLellan gibi, Dr. Cullis de daha boş bilimsel otlaklar arıyordu.
Biyolojik zarlar alanında bir tane buldu: vücuttaki trilyonlarca hücreyi kaplayan ve sulu dış kısmı içeriden ayıran lipit adı verilen dış yağ tabakası. Dr. Cullis, ilaçları veya genetik materyali muhafaza etmek ve hücrelere taşımak için kendi lipid zarlarını tasarlayıp tasarlayamayacağını merak etti.
1990’larda, mRNA tabanlı ilaçlar neredeyse kimsenin radarında değildi, ancak gen terapisi, hastalığı tedavi etmek veya iyileştirmek için belirli genleri değiştirmeye yönelik bir teknik olarak revaçtaydı. Bu ilaçların bir hastaya başarılı bir şekilde yeni bir gen vermeleri için bir çeşit FedEx paketine ihtiyaçları vardı. Ve Dr. Cullis’in kurucularından biri olan Inex, bir tane bulmak için yola çıktı.
Proje aşındırıcı derecede zordu. Hücrenin yüzde biri büyüklüğündeki yağ kürecikleriyle çalışıyordu. İnsan hücreleri, yiyecek dışında herhangi bir şeyin girmesini önlemek için ayrıntılı bir savunma sistemine sahipti. Ve lipidlerinin bazı versiyonları aşırı derecede zehirliydi ve hücre zarlarını parçalayabilecek elektrik yükleri vardı.
Inex’te Dr. Cullis ile birlikte çalışan Thomas Madden, büyük atılımın, kendisinin ve ekibinin yağlı tüylerdeki pozitif yükü nasıl manipüle edeceklerini bulduklarında geldiğini söyledi. Bilim adamları DNA’yı içeri yüklediğinde yağlı kabarcıklar yüklenecek, ancak kan dolaşımına enjekte edildikten sonra yük ve toksisite ortadan kalktı.
Ancak teknik zorluklar devam etti ve Vancouver kimyagerleri başka tür ilaçlardan kazanılacak daha fazla para olduğuna karar verdi. Dr. Cullis odak noktasını değiştirdi ve lipid teknolojisini bazı uygulamalar için yeni bir şirket olan Protiva’ya lisansladı.
2004 yılında, Dr. MacLachlan’ın ekibi ileriye doğru önemli bir adım daha attı: Genetik materyali, ilaç şirketlerinin üretimi artırmasına olanak tanıyacak şekilde yağlı paltoların içine yerleştirdi ve değerli kargonun daha fazlasının kaçmasını önlemek için lipid oranlarını değiştirdi. Ekip ayrıca hücrelerin genetik materyali gelir gelmez parçalamamasını sağlamak için çalıştı.
Bu ilerlemeleri mRNA tabanlı tıp yapmak için kritik olarak gören Dr. Karikó, önümüzdeki yıllarda Dr. MacLachlan’ı birlikte çalışmaya iki kez ikna etmeye çalıştı.
Koronavirüs Pandemisi: Bilinmesi Gereken Temel Şeyler
<saat/>
Kart 1 / 4
ABD’deki en son Covid verileri Omicron artışı, vaka sayılarının rekor seviyelere ulaşmasına ve hastaneye yatışların geçen kışki zirveyi geçmesine neden olduğundan, verilerin varyantın potansiyel zararı hakkında önerdiği şudur. Bu arada ABD’nin bazı bölgelerinde düşen enfeksiyon oranlarına ilişkin raporlar, ulusal bir zirvenin yaklaşmakta olabileceğine işaret ediyor.
ABD Covid yanıtı. Başkan Biden, ABD hükümetinin bunalmış hastanelere yardım etmek için askeri personel görevlendireceğini ve önceki satın alımını ikiye katlayarak Amerikalılara dağıtılmak üzere 500 milyon test daha satın alacağını duyurdu. Amerikalılar 19 Ocak’tan itibaren çevrimiçi olarak ücretsiz hızlı testler sipariş edebilecekler.
Dünya çapında. Bazı Avrupa ülkeleri, griple nasıl başa çıktıklarına daha yakından uyum sağlamak için virüse yaklaşımlarını değiştirdi. Halk sağlığı uzmanları, değişimin erken olabileceğini söylüyor. Çin’de Kış Olimpiyatları’ndan haftalar önce salgınlar, “sıfır Covid” politikasına bağlı kalırken Oyunları düzenlemenin zorluklarının altını çizdi.
Güvende kalmak. Covid’i yaymak konusunda endişeli misiniz? Ne zaman test edileceği, hangi maskenin seçileceği ve evde virüs testlerinin nasıl kullanılacağıyla ilgili bazı temel yönergeleri izleyerek kendinizi ve başkalarını güvende tutun. Koronavirüs için pozitif test ederseniz yapmanız gerekenler.
Ancak iş anlaşmazlıkları araya girdi. İlk seferinde bir konferansta onu köşeye sıkıştırdı ve yağları için yalvardı. Dr. MacLachlan, üniversitesinin Protiva’nın fikri mülkiyet haklarını almakta ısrar ettiği için hayır dediğini söyledi. İkinci kez, Dr. Karikó BioNTech için çalışmaya başladığında, Dr. MacLachlan bir anlaşma yapmaya çalışmak için Almanya’nın Mainz kentindeki ofislerine uçtu. Dr. Karikó, Vancouver’ı da ziyaret etti. Ancak Dr. MacLachlan, şirketin teklifinin ciddi olmadığını söyledi. “Hissedarlarımız bizi çarmıha gererdi” dedi.
Protiva ayrıca Dr. Cullis’in ortaklaşa kurduğu yeni bir firmayla fikri mülkiyet savaşına girdi. Büyüsü bozulan Dr. MacLachlan şirketten ayrıldı ve ailesiyle birlikte seyahat etmek için bir karavan satın aldı.
Sonunda, bir mRNA atışını lipitlere sarmak için aşı üreticileriyle birlikte çalışan Dr. Cullis’in ekipleriydi – bilim adamlarının orijinal hedeflerinden büyük bir sapma. Dr. Cullis, “Hiç de o yöne gitmiyorduk” dedi.
Titrekli Sivri Uçlar
Uzmanlığı proteinlerin şeklini inceleyen Austin’deki Texas Üniversitesi’nden Jason McLellan. Kredi. . . The New York Times için Sergio Flores
mRNA ve lipid kaplamalar üzerindeki çalışmalar, 2020’de Covid aşılarında bir araya gelen yapbozun iki parçasıydı. Ancak üçüncü bileşen, hücreleri koronavirüsün başak proteininin en etkili versiyonunu yapmaya yönlendirecek kesin mRNA kodunu bulmaktı.
Ve bu önemli bilgi, Drs arasındaki uzun süredir devam eden işbirliğinden çıktı. Aşı Araştırma Merkezinde yan yana oturdukları günlerden beri birlikte çalışan McLellan ve Graham.
Dr. McLellan 2013 yılında Dartmouth’ta kendi laboratuvarını açmaya hazırlanırken, o ve Dr. Graham yeni laboratuvarın neye odaklanması gerektiğini tartıştı. Akıl hocasının şaşırtıcı bir cevabı vardı: koronavirüsler. Bu, genellikle soğuk algınlığından daha kötü bir şeye neden olmayan bir virüs sınıfıydı ve fon sağlayan kuruluşların çok az ilgisini çekiyordu. Laboratuvarı onlara adamak bir kumar olurdu.
Ancak MERS, yakın zamanda Ortadoğu’daki deve ahırlarında ve mezbahalarda yayılmaya başlamıştı. Sadece 11 yıl önce, Güney Çin’de bir başka ölümcül koronavirüs olan SARS ortaya çıkmıştı. Ve damgasını vurmaya çalışan genç bir araştırmacı için, koronavirüslere dikkat eksikliği, araştırma hibeleri ve imza bulguları için daha az doğrudan rekabet anlamına geliyordu.
Dr. McLellan, “Bu konu hakkında konuşurken, yeni yayılma olayları için belki 10 yıllık bir zaman diliminde gibiydik,” dedi.
MERS, tüm koronavirüsler gibi, H.I.V.’deki şekil değiştiren proteinleri anımsatan ilginç bir özelliğe sahipti: yüzeyinde insan hücrelerine tutunan kıvrımlı sivri uçlar. Aşı yapmak için yapılan tüm çabaları engellediler. MERS artışı özellikle korkutucuydu, o kadar ki bilim adamları onu laboratuvarda yeniden üretmek ve izole etmek için mücadele ettiler. Büyüktü, kalın bir şekerle kaplıydı ve oldukça dengesizdi.
Dr. McLellan, “Oldukça bir kabustu,” dedi.
İşleri daha da zorlaştıran Dr. Graham, Orta Doğu’da MERS ile enfekte olmuş herhangi birinden numune alamamıştı.
Dr. Graham, yıllarca Batılı bilim adamlarının, özellikle AIDS krizi sırasında yerel araştırmacıları dışlayan araştırmalar için düşük gelirli ülkelere paraşütle atlamalarından sonra, hükümetlerin “onların örneklerine karşı çok koruyucu hale geldiğini” söyledi.
Lübnanlı-Amerikalı genç bir grip araştırmacısı olan Hadi Yassine, laboratuvarında Mekke’ye yaptığı bir yolculuktan sonra bir hastalıktan kurtulduğunda, Dr. Graham ona MERS bulaşmış olabileceğini düşündü. Ancak HKU1 olarak bilinen soğuk bir virüs olduğu ortaya çıktı.
O zaman Dr. Graham’ın içgörüsü vardı: Dünyanın en sıkıcı koronavirüsleri, en tehlikelileri hakkında kritik dersler içerebilir.
Diğer koronavirüsler gibi, HKU1 de korkunç bir yükseliş yaşadı ve bazı değişikliklerle MERS virüsündekinden daha sabit kaldı. Birkaç yıl içinde, şimdilerde Scripps Araştırma Enstitüsü’nde proteinleri dondurmak ve elektron mikroskobu altında hareketsiz tutmak konusunda uzman olan Andrew Ward’ı da içeren ekip, HKU1 sivri ucunun Nature’daki karmaşık görüntülerini yayınladı. Bilim adamları, hücrelere bağlanmadan önce aldığı ilk formda bir insan koronavirüs spike proteinini ilk kez görselleştirdiler.
Dr. Yassine kısa süre önce uzun zaman önce geçirdiği soğuk algınlığı için “Bunu şans olarak kabul edebilirsiniz” dedi, “ya da bir lütuf olarak kabul edebilirsiniz. ”
Şimdi ekip, gerçek düşmanları MERS üzerindeki proteinleri sabitlemek için soğuk algınlığı virüsündeki artış hakkında öğrendiklerini kullanmaya başladı. Bir aşı yapmak buna bağlıydı.
Bir MERS koronavirüs parçacığı. Kredi. . . NIAID
Sorun şuydu ki, laboratuarda – bir şişedeki memeli hücrelerine genetik talimatlar ekleyerek – yaptıkları herhangi bir sivri uç, nadiren stabildi ve şekil değiştirmeye devam etti, bu da onları bir aşıda kullanım için çok daha az etkili hale getirdi.
Bilim adamlarının çiviyi yerine kilitlemesi gerekiyordu. Bu karmaşık bir görevdi, bu yüzden Dr. McLellan ipuçları için soğuk virüs sivri uçlarından oluşturduğu haritaya döndü.
Dr. McLellan ile birlikte Dartmouth laboratuvarında bu sorun üzerinde çalışan, Çin’den doktora sonrası araştırmacı Nianshuang Wang, SARS ve MERS’in daha kötü koronavirüs salgınlarının geleceğini öngördüğüne inanıyordu.
Dr. Wang’ın görevi, Amerikan araştırma laboratuvarlarındaki birçok genç bilim insanınınki gibi, patronunun olası olmayan fikirlerini gerçekleştirmek için laboratuvar tezgahında ihtiyaç duyduğu yalnız saatleri geçirmekti. En büyük keşifler genellikle, çoğu Amerika Birleşik Devletleri dışından gelen hırslı öğrenciler olan ve başka birinin kariyerinde arka planda rol oynasalar bile kendi kariyerlerini başlatmak için çalışan araştırmacılara bağlıydı.
Bu vakada Dr. Wang, iyi bildiği bir virüs üzerinde çalışıyordu. Doğu Çin’deki küçük bir köyden köylü çiftçilerin oğlu, çocukken hayvan yaşamının arkasındaki bilimsel kavramlarla ilgilenmeye başladı ve daha sonra Çinli bir ekibin MERS hakkında önemli keşifler yapmasına yardımcı oldu. Dr. McLellan’ın R.S.V. araştırmasını okuyan Dr. Wang, Dartmouth laboratuvarına katılmak için başvurdu ve kısa süre sonra MERS virüsünün hantal sivri proteinlerini hareketsiz tutma görevi verildi.
Onları şekil değiştirmeye bu kadar yatkın yapan şeyin bir kısmı, boş alan ceplerine sahip olmalarıydı. Yani Dr. McLellan ve Wang önce onları moleküler bir yapıştırıcıyla doldurmayı denediler – Dr. McLellan buna “boşluk doldurma” dedi. Daha sonra, yeterince yakın olduklarında bir bağ oluşturan ve çivinin hareketli bir parçasını daha sağlam bir parçaya yapıştıran iki molekül yerleştirmeyi denediler. Ancak bu yöntemlerin ikisi de başarısız oldu.
Üçüncü bir yaklaşım mükemmel sonuçlar verdi. HKU1 haritalarını kaba bir kılavuz olarak kullanarak, sivri ucun özellikle gevşek bir eklemini sıfırladılar ve iki sert amino asit eklediler. Bu değişiklikler her şeyi daha katı hale getirdi.
Ancak yöntemi geliştirdikleri zaman, MERS salgını çoktan bitmişti ve koronavirüslere olan ilgi azalmıştı. Beş prestijli bilimsel dergi tarafından reddedilen çalışma, daha az öne çıkan bir yayına ve 2017 patent başvurusuna gömüldü.
Bu, Dr. Wang’ın yaklaşık üç yıllık bir çalışmadan çıkan ilk yazarlı dergi makalesiydi – Amerika Birleşik Devletleri’nde canını sıktığı prestijli akademik iş için ihtiyaç duyduğu şeyin çok altındaydı.
Tanınma eksikliğinin canını sıkan Dr. Wang şunları söyledi: “Karısı ve küçük kızıyla zaman geçirmesine neden olan ve aileyi fazla parasız bırakan, cezalandırıcı, genellikle sıkıcı bir işti.
Ancak, 2020’nin başlarında, Dr. McLellan’ın Austin’deki Teksas Üniversitesi’ndeki yeni laboratuvarından bir ilaç şirketi için ayrılmadan birkaç ay önce, Dr. Wang, bir koronavirüs aşısı yapmak için eski bulgularının gün yüzüne çıkarılmasına yardım ettiğinde, kalıcı herhangi bir kırgınlık ortadan kalktı.
Dr. Wang, “Küçük bir şey aslında alanı ve hatta dünyayı değiştirebilir” dedi. “Benim için ilk düşünce buydu. ”
“Eye Geri Dön”
Bethesda, Md.’deki Dale ve Betty Bumpers Aşı Araştırma Merkezi’nin 40. Binası. Kredi. . . NIAID
5:30 a. m. 31 Aralık 2019’da günlerine düzenli olarak şafaktan önce başlayan Dr. Graham, dünya çapında bulaşıcı hastalık uzmanları için bir liste hizmeti olan ProMed’den bir haber bülteni gördüğünde ev ofisinde çalışıyordu. Çin’in Vuhan kentinde yeni bir pnömoni yayılıyordu. At 5:54, he sent an email to his lab group: “We should keep an eye on this. ”
A week later, he heard that the frightening new disease was caused by a coronavirus, the same class of pathogen that he had trained his focus on years earlier when most other scientists were ignoring them.
He called his old collaborator Dr. McLellan, whose lab had been splitting time between coronaviruses and other pathogens. When his cellphone rang, Dr. McLellan was browsing in a ski shop in Park City, Utah, while waiting for his snowboarding boots to be heat-molded. When he saw the caller ID, he thought Dr. Graham was calling to wish him a belated Merry Christmas.
Instead Dr. Graham told Dr. McLellan the grim news. “We need to get back in the saddle,” he said. “This is our time. ”
Dr. McClellan texted his lab to let them know the news. Several days later, when Chinese researchers posted the virus’s genetic sequence online, they got to work.
Using what they had learned working on Dr. Yassine’s cold virus and MERS, the team zeroed in on the spikes and came up with genetic sequences within days, incorporating the crucial cementing technique that Drs. McLellan and Wang had refined.
And on Feb. 15, Dr. Graham and Dr. McLellan published a paper detailing the spike’s structure on a website for scientific manuscripts. The study was later published in Science.
“That meant a lot,” Dr. McClellan said. “Because we published where to put the stabilizing mutations, other companies could use it. ”
The team’s stabilizing technique was crucial to the mRNA vaccines made by BioNTech (which by then had partnered with Pfizer) and Moderna, as well as certain non-mRNA vaccines.
Once Moderna and BioNTech scientists had genetic sequences for the spike, they then synthesized the mRNA molecules in their labs, applying the same chemical tweak that Drs. Weissman and Karikó had learned 15 years earlier. They wrapped their genetic cargo in protective fatty coats like those first dreamed up by the Canadians. They poured the resulting clear liquid into tiny glass vials and shipped them off for the first human tests.
From left: Dr. Graham, President Biden, Dr. Francis Collins and Kizzmekia Corbett. The scientists were explaining the role of spike proteins to Mr. Biden during a visit to the Viral Pathogenesis Laboratory at the N. I. H. last year. Kredi. . . Pete Marovich for The New York Times
For Moderna’s all-important clinical trials, the government once again relied on its past investments in H. I. V. On March 3, 2020, as the coronavirus was spreading, Dr. Fauci called Dr. Larry Corey, a virologist at the Fred Hutchinson Cancer Research Center and the director of the government’s 21-year-old network of clinical trial sites for testing H. I. V. vaccines. “It’s time to pivot,” Dr. Fauci said.
At about 100 sites, the program would simultaneously test four vaccines: the mRNA shot from Moderna, as well as non-mRNA formulations from Johnson & Johnson, AstraZeneca and Novavax. (Pfizer decided to test the BioNTech vaccine on its own. )
“We wanted them all to succeed,” Dr. Corey said.
The team recruited 30,000 volunteers, a daunting task. It required enrolling 2,000 people a day — far more, Dr. Corey said, than had ever been attempted for a trial.
By November, the first results were in from the trial of Pfizer-BioNTech’s mRNA vaccine.
It was the culmination of decades of fundamental discoveries that had once been shrugged off as uninteresting. To get here, hundreds of researchers had tried, failed, reversed course and made incremental progress in different fields, never knowing for sure that any of their efforts would ever pay off.
If these Covid vaccines worked, Dr. Graham knew, they could pave the way for other new shots against diseases as varied as the common cold, flu and cancer — and even against that most elusive virus, H. I. V.
He was in his home office on the afternoon of Nov. 8 when he got a call about the results of the study: 95 percent efficacy, far better than anyone had dared to hope.
“It works!” he told his wife. Two of his grandchildren, 5 and 13, approached his office desk and hugged him from the front. His wife and son hugged him from the back. And the virologist began to sob.