Splątana historia szczepionek mRNA
Setki naukowców pracowało nad szczepionkami mRNA przez dziesięciolecia, zanim pandemia koronawirusa przyniosła przełom.
Pod koniec 1987 roku Robert Malone przeprowadził przełomowy eksperyment. Zmieszał pasma informacyjnego RNA z kropelkami tłuszczu, tworząc rodzaj gulaszu molekularnego. Ludzkie komórki skąpane w tym genetycznym gumbo wchłonęły mRNA i zaczęły wytwarzać z niego białka.1.
Zdając sobie sprawę, że to odkrycie może mieć dalekosiężny potencjał w medycynie, Malone, absolwent Salk Institute for Biological Studies w La Jolla w Kalifornii, zanotował później kilka notatek, które podpisał i datował. Gdyby komórki mogły tworzyć białka z dostarczonego do nich mRNA, napisał 11 stycznia 1988 r., Możliwe byłoby "traktowanie RNA jako leku". Inny członek laboratorium Salka również podpisał notatki dla potomności. Później w tym samym roku eksperymenty Malone'a wykazały, że zarodki żab pochłaniają takie mRNA.2. Po raz pierwszy ktokolwiek użył kropelek tłuszczu, aby ułatwić przejście mRNA do żywego organizmu.
Eksperymenty te były krokiem w kierunku dwóch najważniejszych i najbardziej dochodowych szczepionek w historii: szczepionek covid-19 opartych na mRNA podawanych setkom milionów ludzi na całym świecie. Oczekuje się, że globalna sprzedaż tych produktów przekroczy 50 mld USD tylko w 2021 r.
Ale droga do sukcesu nie była bezpośrednia. Przez wiele lat po eksperymentach Malone'a, które same opierały się na pracy innych badaczy, mRNA było postrzegane jako zbyt niestabilne i drogie, aby można je było wykorzystać jako lek lub szczepionkę. Dziesiątki laboratoriów akademickich i firm pracowało nad tym pomysłem, zmagając się ze znalezieniem odpowiedniej formuły tłuszczów i kwasów nukleinowych – budulca szczepionek mRNA.
Dzisiejsze szczepionki mRNA mają innowacje, które zostały wynalezione lata po czasie Malone'a w laboratorium, w tym chemicznie zmodyfikowane RNA i różne rodzaje pęcherzyków tłuszczowych w celu przetransportowania ich do komórek (patrz "Wewnątrz szczepionki mRNA COVID"). Mimo to Malone, który nazywa siebie "wynalazcą szczepionek mRNA", uważa, że jego praca nie została wystarczająco doceniona. "Zostałem wypisany z historii" - powiedział Nature.
Debata na temat tego, kto zasługuje na uznanie za pionierską technologię, rozgrzewa się, gdy zaczynają się pojawiać nagrody - a spekulacje stają się coraz bardziej intensywne przed ogłoszeniem Nagrody Nobla w przyszłym miesiącu. Ale formalne nagrody ograniczone tylko do kilku naukowców nie uznają wielu czynników przyczyniających się do rozwoju medycznego mRNA. W rzeczywistości droga do szczepionek mRNA opierała się na pracy setek badaczy przez ponad 30 lat.
Historia rzuca światło na sposób, w jaki wiele odkryć naukowych staje się innowacjami zmieniającymi życie: z dziesięcioleciami ślepych zaułków, odrzucenia i bitew o potencjalne zyski, ale także hojnością, ciekawością i uporem przeciwko sceptycyzmowi i wątpliwościom. "To długa seria kroków", mówi Paul Krieg, biolog rozwojowy z University of Arizona w Tucson, który wniósł swój własny wkład w połowie lat 1980., "i nigdy nie wiadomo, co będzie przydatne".
Początki mRNA
Eksperymenty Malone'a nie wzięły się znikąd. Już w 1978 roku naukowcy wykorzystali struktury błon tłuszczowych zwane liposomami do transportu mRNA do myszy.3 i ludzkie4 komórki indukujące ekspresję białka. Liposomy pakowały i chroniły mRNA, a następnie łączyły się z błonami komórkowymi, aby dostarczyć materiał genetyczny do komórek. Same te eksperymenty opierały się na latach pracy z liposomami i mRNA; oba zostały odkryte w 1960 roku (patrz "Historia szczepionek mRNA").
Jednak w tamtym czasie niewielu badaczy myślało o mRNA jako produkcie medycznym - nie tylko dlatego, że nie było jeszcze sposobu na wytworzenie materiału genetycznego w laboratorium. Zamiast tego mieli nadzieję użyć go do przesłuchania podstawowych procesów molekularnych. Większość naukowców zmieniła przeznaczenie mRNA z krwi królika, hodowanych komórek myszy lub innego źródła zwierzęcego.
Zmieniło się to w 1984 roku, kiedy Krieg i inni członkowie zespołu kierowanego przez biologa rozwojowego Douglasa Meltona oraz biologów molekularnych Toma Maniatia i Michaela Greena z Uniwersytetu Harvarda w Cambridge w stanie Massachusetts wykorzystali enzym syntezy RNA (pobrany z wirusa) i inne narzędzia do produkcji biologicznie aktywnego mRNA w laboratorium.5 — metoda, która w swej istocie pozostaje w użyciu do dziś. Krieg następnie wstrzyknął laboratoryjnie mRNA do jaj żab i pokazał, że działa tak samo jak w rzeczywistości.6.
Zarówno Melton, jak i Krieg twierdzą, że postrzegali syntetyczne mRNA głównie jako narzędzie badawcze do badania funkcji i aktywności genów. W 1987 roku, po tym, jak Melton odkrył, że mRNA może być wykorzystywane zarówno do aktywacji, jak i zapobiegania produkcji białek, pomógł założyć firmę o nazwie Oligogen (później przemianowaną na Gilead Sciences w Foster City w Kalifornii), aby zbadać sposoby wykorzystania syntetycznego RNA do blokowania ekspresji docelowych genów - z myślą o leczeniu chorób. Szczepionki nie były w umyśle nikogo w jego laboratorium ani ich współpracowników.
"Ogólnie rzecz biorąc, RNA miało reputację niewiarygodnej niestabilności" - mówi Krieg. "Wszystko wokół RNA było zamaskowane z ostrożnością." To może wyjaśniać, dlaczego biuro rozwoju technologii Harvardu zdecydowało się nie patentować podejścia grupy do syntezy RNA. Zamiast tego naukowcy z Harvardu po prostu przekazali swoje odczynniki Promega Corporation, firmie zajmującej się zaopatrzeniem laboratoriów w Madison w stanie Wisconsin, która udostępniła naukowcom narzędzia do syntezy RNA. W zamian otrzymali skromne tantiemy i skrzynkę szampana Veuve Clicquot.
Spory patentowe
Wiele lat później Malone zastosował taktykę zespołu z Harvardu, aby zsyntetyzować mRNA do swoich eksperymentów. Dodał jednak nowy rodzaj liposomu, który przenosi ładunek dodatni, który zwiększa zdolność materiału do angażowania się w ujemnie naładowany szkielet mRNA. Te liposomy zostały opracowane przez Philipa Felgnera, biochemika, który obecnie kieruje Centrum Badań i Rozwoju Szczepionek na Uniwersytecie Kalifornijskim w Irvine.
Pomimo sukcesu w wykorzystywaniu liposomów do dostarczania mRNA do ludzkich komórek i zarodków żab, Malone nigdy nie uzyskał doktoratu. Poróżnił się ze swoim promotorem, badaczem terapii genowej Salk Inder Verma, aw 1989 roku wcześnie opuścił studia podyplomowe, aby pracować dla Felgnera w Vical, niedawno założonym start-upie w San Diego w Kalifornii. Tam oni i współpracownicy z University of Wisconsin-Madison wykazali, że kompleksy lipid-mRNA mogą stymulować produkcję białek u myszy.7. (Malone i jego współpracownicy z Vical badali również wykorzystanie mRNA do szczepionek: ich wczesne zgłoszenia patentowe opisują wstrzykiwanie mRNA kodującego białka HIV myszom i obserwowanie pewnej ochrony przed infekcją, chociaż nie produkcję specyficznych komórek odpornościowych lub cząsteczek; ta praca nigdy nie została opublikowana w recenzowanym czasopiśmie).
Potem zrobiło się bałagan. Zarówno Vical (z University of Wisconsin), jak i Salk zaczęli składać wnioski patentowe w marcu 1989 roku. Ale Salk wkrótce porzucił swoje zastrzeżenia patentowe, aw 1990 roku Verma dołączył do rady doradczej Vical.
Malone twierdzi, że Verma i Vical zawarły zakulisową umowę, tak że odpowiednia własność intelektualna trafiła do Vical. Malone został wymieniony jako jeden wynalazca spośród kilku, ale nie mógł już czerpać osobistych korzyści z kolejnych umów licencyjnych, tak jak w przypadku patentów wydanych przez Salka. Wniosek Malone'a: "Wzbogacili się na produktach mojego umysłu".
Verma i Felgner kategorycznie zaprzeczają oskarżeniom Malone'a. "To kompletny nonsens" - powiedział Verma w rozmowie z Nature. Decyzja o wycofaniu zgłoszenia patentowego spoczywała na biurze transferu technologii Salka, mówi. (Verma zrezygnował z Salk w 2018 roku,po oskarżeniach o molestowanie seksualne, którym nadal zaprzecza.)
Malone opuścił Vical w sierpniu 1989 roku, powołując się na nieporozumienia z Felgnerem dotyczące "naukowego osądu" i "uznania za mój wkład intelektualny". Ukończył szkołę medyczną i odbył roczne szkolenie kliniczne przed pracą w środowisku akademickim, gdzie próbował kontynuować badania nad szczepionkami mRNA, ale walczył o zapewnienie finansowania. (Na przykład w 1996 roku bezskutecznie ubiegał się o pieniądze na opracowanie szczepionki mRNA do zwalczania sezonowych zakażeń koronawirusem w Kalifornii). Malone skupił się na szczepionkach DNA i technologiach dostarczania.
W 2001 roku przeniósł się do pracy komercyjnej i konsultingowej. W ciągu ostatnich kilku miesięcy zaczął publicznie atakować bezpieczeństwo szczepionek mRNA, które pomogły mu umożliwić jego badania. Malone mówi na przykład, że białka wytwarzane przez szczepionki mogą uszkadzać komórki organizmu i że ryzyko szczepień przewyższa korzyści dla dzieci i młodych dorosłych – twierdzenia, które inni naukowcy i urzędnicy ds. Zdrowia wielokrotnie obalali.
Wyzwania produkcyjne
W 1991 roku Vical zawarł wielomilionową współpracę badawczą i licencyjną z amerykańską firmą Merck, jednym z największych na świecie twórców szczepionek. Naukowcy z merck ocenili technologię mRNA u myszy w celu stworzenia szczepionki przeciw grypie, ale następnie porzucili to podejście. "Koszt i wykonalność produkcji po prostu dały nam do myślenia" - mówi Jeffrey Ulmer, były naukowiec Merck, który obecnie konsultuje się z firmami w kwestiach badań nad szczepionkami.
Naukowcy z małej firmy biotechnologicznej w Strasburgu we Francji, zwanej Transgène, czuli to samo. Tam, w 1993 roku, zespół kierowany przez Pierre'a Meuliena, współpracujący z partnerami przemysłowymi i akademickimi, jako pierwszy wykazał, że mRNA w liposomie może wywołać specyficzną przeciwwirusową odpowiedź immunologiczną u myszy.8. (Kolejny ekscytujący postęp nastąpił w 1992 roku, kiedy naukowcy z Instytutu Badawczego Scripps w La Jolla wykorzystali mRNA do zastąpienia niedoboru białka u szczurów, w leczeniu zaburzeń metabolicznych.9. Ale minęły prawie dwie dekady, zanim niezależne laboratoria zgłosiły podobny sukces.)
Portret Pierre'a Meuliena
Pierre Meulien. Kredyt: Wspólne Przedsięwzięcie IMI
Naukowcy z Transgène opatentowali swój wynalazek i kontynuowali prace nad szczepionkami mRNA. Ale Meulien, który jest obecnie szefem Inicjatywy Leków Innowacyjnych, publiczno-prywatnego przedsiębiorstwa z siedzibą w Brukseli, oszacował, że potrzebuje co najmniej 100 milionów euro (119 milionów dolarów) na optymalizację platformy - i nie zamierzał prosić swoich szefów o tyle za tak "trudne, ryzykowne" przedsięwzięcie, mówi. Patent wygasł po tym, jak firma macierzysta Transgène postanowiła zaprzestać płacenia opłat niezbędnych do utrzymania jej aktywności.
(…)
https://www.nature.com/articles/d41586-021-02483-w#szczepienia #szczepionki #mrna #koronawirus #covid19 #nauka 
