كاتالين كاريكو در سال ۱۹۹۵ در پايين‌ترين وضعيت قرار داشت. او كه بيوشيمي‌داني در دانشگاه پنسيلوانيا بود، بيشتر دو دهه‌ي گذشته را به يافتن راهي براي تبديل يكي از اساسي‌ترين اجزاي سازنده حيات يعني mRNA به گروه كاملا جديدي از درمان‌ها اختصاص داده بود. كاريكو در بيشتر مواقع با بن‌بست مواجه مي‌شد. چندين درخواست او براي دريافت اعتبار مالي رد شد و كسي حاضر نبود روي پژوهش‌هاي او سرمايه‌گذاري كند.
در اواسط دهه‌ي ۱۹۹۰، صبر رؤساي كاريكو در دانشگاه پنسيلوانيا تمام شد. آنها كه از بودجه‌اي كه او براي پژوهش‌هاي خود ايجاد مي‌كرد، به ستوه آمده بودند، از وي خواستند دانشگاه را ترك يا تنزل درجه را قبول كند؛ چشم‌‌اندازي تحقيرآميز براي كسي كه زماني در مسير رسيدن به درجه استادتمام بود. به نظر مي‌رسيد رؤياي كاريكو براي استفاده از mRNA براي ايجاد واكسن و داروهاي جديد براي بسياري از بيماري‌هاي مزمن، به پايان خود رسيده است.
سي و چهار سال پيش در تابستان سال ۱۹۶۱، كشف mRNA در جامعه‌ي علمي هياهويي به پا كرد. بيش از يك دهه بود كه پژوهشگران در كشور آمريكا و اروپا در تلاش بودند تا كشف كنند DNA چگونه در ساخت پروتئين‌ها نقش دارد. پروتئين‌ها رشته‌هاي طولاني از اسيدهاي آمينه و براي رشد و عملكرد تمامي اشكال حيات ضروري هستند.
مشخص شد كه پاسخ اين سؤال mRNA است. اين مولكول‌ها به‌طور مكرر دستورالعمل‌ها را از روي DNA هسته سلول نسخه‌برداري مي‌كنند و آن را به ساختارهاي سازنده پروتئين در سلول يعني ريبوزوم‌ها مي‌برند. بدون اين نقش مهم، DNA چيزي به‌جز رشته‌اي بي‌فايده از مواد شيميايي نخواهد بود؛ بنابراين برخي mRNA را «نرم‌افزار حيات» لقب داده‌اند.
در آن زمان، دانشمندان دخيل در كشف mRNA، صرفا به حل يكي از معماهاي اساسي زيست‌شناسي علاقه‌مند بودند؛ اما در دهه‌ي ۱۹۷۰ جامعه‌ي عملي به اين فكر افتاد كه آيا مي‌توان از اين سيستم پيام‌رسان سلولي براي تبديل بدن به كارخانه‌ي سازنده دارو استفاده كرد. ايده اين بود كه مولكول‌هاي مصنوعي mRNA در آزمايشگاه طراحي و توليد شوند و سپس از طريق بسته‌هاي كوچكي كه نانوذره ناميده مي‌شوند، به سلول‌هاي بيماران تحويل داده شوند و بدن را وادار كنند تا خود را ترميم كند.
گروه‌هاي پژوهشي از سراسر جهان شروع به بررسي اين موضوع كردند كه آيا مي‌توان از mRNA براي ساخت واكسن استفاده كرد كه مبتني بر تحويل پيام به سلول‌ها و آموزش آنها براي ايجاد آنتي‌بادي‌هاي خاص به‌منظور مبارزه با عفونت ويروسي بود.
برخي ديگر شروع به مطالعه‌ي اين مسئله كردند كه آيا mRNA مي‌تواند به سيستم ايمني كمك كند تا بافت سرطاني را تشخيص بدهد و آن را از بين ببرد.
كاريكو اولين بار در سال ۱۹۷۶ وقتي در دانشگاه سگد مجارستان دانشجوي كارشناسي بود، با اين ايده‌ها آشنا شد. وي كه به اين موضوع علاقه پيدا كرده بود، در دوره‌ي دكتراي خود به مطالعه‌ي اين موضوع پرداخت كه چگونه مي‌توان از mRNA براي هدف قرار دادن ويروس‌ها استفاده كرد. درحالي‌كه مفهوم ژن‌درماني نيز در همان زمان در حال رونق گرفتن بود، او احساس كرد كه mRNA اين ظرفيت را دارد كه به افراد بيشتري كمك كند.
در آن زمان، فناوري مورد نياز براي تحقق چنين اهداف بزرگي وجود نداشت. دانشمندان مي‌دانستند چگونه mRNA را از سلول‌ها جدا كنند؛ اما ايجاد اشكال مصنوعي آن ممكن نبود. در سال ۱۹۸۴، بيوشيمي‌دان آمريكايي به نام كري ماليس واكنش زنجيره‌اي پليمراز (PCR) را ابداع كرد كه مي‌تواند مقادير اندكي از DNA را تكثير كند تا آن را به‌طور دقيق مطالعه كرد. تا سال ۱۹۸۹، پژوهشگران از طريق تكثير رشته‌هاي DNA و استفاده از آنزيم RNA پليمراز براي ايجاد مولكول‌هاي mRNA از روي اين رشته‌ها، راهي براي استفاده از PCR براي ساخت mRNA از ابتدا پيدا كردند.
با رونق گرفتن پژوهش‌هاي mRNA در آن سمت اقيانوس اطلس، كاريكو تصميم گرفت مجارستان را ترك كند و به آمريكا برود. او در سال ۱۹۸۵ شغلي در دانشگاه تمپل پذيرفت و به همراه خانواده‌اش به فيلادلفيا عزيمت كرد. طولي نكشيد كه «رؤياي آمريكايي» او نقش بر آب شد. او پس از چهار سال و در پي اختلاف با رئيسش مجبور شد تمپل را ترك كند و به دانشگاه پنسيلوانيا برود. او در آنجا شروع به كار روي درمان‌هاي mRNA كرد كه با توليد پروتئين‌هايي كه عروق خوني تازه پيوندشده را زنده نگه مي‌دارد، مي‌توانست به بهبود پيوند عروق خوني كمك كند.
در اوايل تا اواسط دهه‌ي ۱۹۹۰، قدري از هيجان‌هاي اوليه درباره‌ي mRNA كاسته شد. دانشمندان پاسخ اين سؤال را پيدا كرده بودند كه چگونه mRNA بسازند؛ اما مانع جديدي پيش روي آنها ظاهر شده بود. تزريق mRNA به حيوانات موجب بروز پاسخ التهابي چنان شديدي شد كه آنها بلافاصله مردند. در اين وضعيت، فكر كردن در مورد كارآزمايي انساني غير ممكن بود.
مشكل مذكور جدي بود؛ اما كاريكو تصميم داشت آن را حل كند. بسياري از دانشمندان ديگر در حال دور شدن از اين زمينه بودند و رؤساي وي در دانشگاه پنسيلوانيا احساس كردند رسيدن كاريكو به هدفش، غير ممكن و وي در حال تلف كردن وقت خود است. سرانجام آنها به كاريكو اولتيماتوم دادند و گفتند اگر مي‌خواهد كار با mRNA را ادامه دهد، موقعيت هيئت عملي خود را از دست مي‌دهد و با كاهش قابل توجه حقوق رو‌به‌رو ميشود. كاريكو مي‌گويد: «اين مسئله خصوصا در آن هفته وحشتناك بود؛ چرا كه ابتلاي من به سرطان تازه مشخص شده بود.» كاريكو حين عمل جراحي براي درمان سرطان، گزينه‌هايي را كه پيش رويش گذاشته بودند، مورد ارزيابي قرار داد. او سرانجام تصميم گرفت بماند و با قبول تنزل رتبه، با زحمت پژوهش‌هاي خود را دنبال كند. اين امر منجر به ملاقاتي تصادفي شد كه هم مسير سرطان وي و هم مسير علم را تغيير داد.
كاتالين كاريكو، دانشمندي كه در زمينه درمان‌هاي مبتني‌بر mRNA تلاش زيادي كرد و در ساخت واكسن كوويد ۱۹ نقش داشت
در سال ۱۹۹۷ دانشمند ايمني‌شناس برجسته‌اي به نام درو وايسمن به دانشگاه پنسيلوانيا آمد. در اين دوران هنوز انتشارات علمي به‌صورت آنلاين در دسترس نبود و تنها راه براي دنبال كردن جديدترين پژوهش‌ها آن بود كه در مجله‌ها به دنبال آن بگردند و از روي آنها نسخه‌برداري كنند. وايسمن مي‌گويد: «يادم مي‌آيد كه با دانشمندي به نام كاتالين كاريكو سر دستگاه فتوكپي گروه رقابت داشتم. بنابراين ما شروع به صحبت كردن و مقايسه‌ي كارهاي خود با هم كرديم.» موقعيت دانشگاهي كاريكو در دانشگاه همچنان پايين بود؛ اما وايسمن بودجه لازم را در اختيار داشت و اين دو همكاري خود را شروع كردند. كاريكو مي‌گويد: «حقوق من كمتر از تكنسيني بود كه كنار من كار مي‌كرد؛ اما وايسمن از من حمايت كرد و من روي كار خود تمركز كردم.»
كاريكو و وايسمن دريافتند كه كليد ساخت نوعي از mRNA كه بتواند به‌طور ايمن به كار رود، اين است كه مشخص شود كدام يك از نوكلئوزيدها (حروف سازنده كد ژنتيكي RNA) موجب تحريك سيستم ايمني ميشود و آن را با مولكول مشابهي جايگزين كنند. كاريكو در اوايل دهه‌ي ۲۰۰۰، با مطالعه‌اي رو‌به‌رو شد كه نشان مي‌داد يكي از اين حروف كه يوريدين ناميده ميشود، مي‌تواند گيرنده‌هاي خاصي از سيستم ايمني را تحريك كند و اين همان قطعه‌ي مهم اطلاعاتي بود كه كاريكو به دنبال آن بود.
در سال ۲۰۰۵، كاريكو و وايسمن در مطالعه‌اي نشان دادند فرم اصلاح‌شده‌اي از mRNA، يوريدين را با مولكول مشابهي جايگزين مي‌كند (مولكولي كه از نظر ظاهري مانند يوريدين بود اما موجب ايجاد پاسخ ايمني نمي‌شد.) اين ترفند بيولوژيكي هوشمندانه، كارآمد بود. وقتي mRNA اصلاح‌شده به موش‌ها تزريق شد، آنها زنده ماندند. كاريكو مي‌گويد:
من فقط به ياد مي‌آورم كه وايسمن مي‌گفت: «خداي من، اين ايمني‌زا نيست.» ما در آن لحظه متوجه شديم كه اين يافته بسيار مهم است و مي‌تواند در واكسن‌ها و درمان‌ها استفاده شود. بنابراين بعد از انتشار مقاله و ثبت اختراع، شركتي تأسيس كرديم؛ ولي كسي علاقه‌اي نشان نداد و هيچ‌كس از ما دعوت نكرد كه در مورد آن صحبت كنيم.
البته برخي از دانشمندان به كار كاريكو و وايسمن توجه داشتند؛ ولي آنها از اين موضوع بي‌اطلاع بودند. دريك روسي كه در آن زمان پژوهشگر فوق دكتراي دانشگاه استنفورد بود، مقاله كاريكو و وايسمن را خواند و فورا مجذوب آن شد. روسي در سال ۲۰۱۰ با گروهي از اساتيد دانشگاه هاروارد و مؤسسه فناوري ماساچوست، با هدف استفاده از mRNA اصلاح‌شده براي ساخت واكسن‌ها و درمان‌ها، شركت بيوتكنولوژي مدرنا را تأسيس كرد. يك دهه گذشت و مدرنا اكنون يكي از پيشتازان رقابت ساخت واكسن كوويد ۱۹ است و پس از اينكه گزارش كرد واكسن mRNA آن در كارآزمايي‌هاي باليني مرحله سوم ۹۴ درصد مؤثر بوده، ارزش آن به حد ۳۵ ميليارد دلار رسيده است.
اما اين واكسن‌هاي بيماري عفوني جديد نبود كه جهان را دوباره به mRNA علاقه‌مند كرد. تقريبا در همان زمان كه روسي در حال تأسيس مدرنا بود، كاريكو و وايسمن در حال تجاري كردن يافته‌هاي خود بودند و پس از پنج سال تلاش و ناكامي، فناوري خود را در اختيار شركت آلماني كوچكي به نام بيوانتك قرار دادند. مدرنا و بيوانتك - كه به‌وسيله‌ي كارآفرين متولد تركيه به نام اوغور شاهين تأسيس شده بود - به حوزه‌هاي سودآور ايمني‌درماني سرطان، بيماري‌هاي متابوليكي و قلبي-عروقي چشم دوخته بودند.
اكنون كه كشف كاريكو و وايسمن امكان استفاده‌ي بي‌خطر mRNA را در بيماران فراهم كرده است، برخي از اهداف اوليه‌ي mRNA كه از دهه‌ي ۱۹۷۰ ظاهر شدند، مجالي براي تحقق يافتن پيدا كرده‌اند. واكسن‌ها نيز در اين چشم‌انداز حضور داشتند. در سال ۲۰۱۷ مدرنا شروع به ساخت واكسني براي ويروس زيكا كرد و در سال ۲۰۱۸ بيوانتك با همكاري فايزر سعي كرد واكسن mRNA براي آنفلوانزا بسازد؛ البته از بودجه‌هاي كلاني كه پروژه‌هاي واكسن را حمايت مي‌كنند، خبري نبود.
اين وضعيت در سال ۲۰۲۰ تغيير كرد. با توجه به اينكه دنياگيري كوويد ۱۹ موجب نياز به ساخت واكسني در مقياسي بي‌سابقه شد، رويكرد واكسن mRNA برتري آشكاري نسبت به روش‌هاي سنتي و زمان‌گير استفاده از اشكال ضعيف يا غيرفعال ويروس براي ايجاد پاسخ ايمني داشت.
كاريكو در رأس ساخت واكسن كوويد ۱۹ در بيوانتك بود. او در سال ۲۰۱۳ پس از اينكه دانشگاه پنسيلوانيا با برگرداندن پست دانشگاهي وي مخالفت كرد، پيشنهاد سمت معاون ارشد اين شركت قبول كرد. كاريكو مي‌گويد: «آنها به من گفتند جلسه‌اي برگزار كرده و نتيجه گرفته‌اند كه من واجد شرايط نيستم. وقتي به آنها گفتم آنجا را ترك مي‌كنم، به من خنديدند و گفتند بيوانتك حتي وبسايت ندارد.»
اكنون با انتشار گزارش‌هاي موفقيت واكسني كه بيوانتك با همكاري فايزر ساخته است، بيوانتك نامي آشنا است. گزارش‌هايي كه ماه گذشته منتشر شد، حاكي از آن بود كه واكسن كوويد ۱۹ مبتني بر mRNA كه بيوانتك با همكاري فايزر ساخته است، داراي كارآيي بيش از ۹۵ درصد است. اين شركت همراه با مدرنا، قرار است تا پايان سال ۲۰۲۱ ميلياردها دوز واكسن را به دست مردم سراسر دنيا برساند.
ديدن نتايج كارآزمايي مرحله سوم بيوانتك، موجب رضايتمندي كاريكو شد. او مي‌گويد: «من خيلي هيجان‌زده نشدم. انتظار داشتم كه بسيار مؤثر باشد.» اما پس از سال‌هاي تلاش مشقت‌بار براي متقاعد كردن ديگران دراين‌باره كه پژوهش‌هاي او ارزشمند است، كاريكو هنوز در تلاش است تا اين واقعيت را درك كند كه دستاورد مهم او در زمينه‌ي فناوري mRNA اكنون مي‌تواند زندگي ميلياردها نفر در سراسر جهان را تغيير دهد و به پايان بخشيدن به دنياگيري كمك كند. وي مي‌گويد: «هميشه مي‌خواستم به مردم كمك كنم و تلاش كنم تا چيزي را به كلينيك‌ها برسانم. اين انگيزه من بود و هميشه خوش‌بين بودم. اما هرگز تصور نمي‌كردم بتوانم به تمام مردم جهان كمك كنم. از اينكه مي‌دانم من هم بخشي از اين داستان موفقيت بوده‌ام، بسيار خوشحالم.»
