Prije jedva godinu dana, Anna Blakney radila je u neupadljivom, nišnom u laboratoriju u Londonu. Malo je ljudi tada izvan njenih znanstvenih krugova uopće čulo za mRNA cjepiva - jer nijedno nije još ni postojalo. Sudionici na konferencije koju je održala 2019. mogli bi se izbrojati na prste nekoliko ruku. Danas je ova docentica na Sveučilištu British Columbia iznimno tražena s 253.000 pratitelja i 3,7 milijuna lajkova na TikToku. Bila je, priznaje, na pravom mjestu u pravo vrijeme da zajaše val znanstvenog napretka koji se javlja jednom u generaciji. Čak je toj novoj eri dala ime: 'RNAsansa'.
Zbog pandemije Covid-19, mnogi su ljudi sada čuli za – i primili – mRNA cjepivo, od Pfizer-BioNTecha i Moderne. No, čak i kada je Blakney 2016. godine doktorirala na Imperial Collegeu u Londonu, 'mnogi su ljudi bili skeptični hoće li to ikada uspjeti'. Sada, 'cijelo područje oko mRNA eksplodira. To mijenja sve u medicini', kaže ona. Napredak je otišao toliko daleko da se počinju postavljati pitanja poput: mogu li mRNA cjepiva pružiti lijek za rak, HIV, tropske bolesti, pa čak i pružiti nadljudski imunitet?
Messenger ribonukleinska kiselina, ili skraćeno mRNA, jednolančana je molekula koja prenosi genetski kod od DNK do dijela za stvaranje proteina stanice. Bez mRNA, vaš genetski kod se ne bi koristio, proteini se ne bi stvarali i vaše tijelo ne bi radilo. Ako je DNK bankovna kartica, onda je mRNA čitač kartica.
Jednom kada se virus nađe u našim stanicama, oslobađa vlastitu RNA, varajući naše otete stanice da izbace vlastite kopije virusa – u obliku virusnih proteina – koje onda ugrožavaju naš imunološki sustav. Tradicionalna cjepiva djeluju ubrizgavanjem inaktiviranih virusnih proteina zvanih antigeni, koji stimuliraju imunološki sustav tijela da prepozna virus kada se ponovno pojavi. Genijalnost mRNA cjepiva je u tome što nema potrebe za ubrizgavanjem samog antigena. Umjesto toga, ova cjepiva koriste genetski slijed ili 'kod' antigena prevedenog u mRNA tj. zavarava tijelo u stvaranje vrlo stvarnih antitijela. Sama umjetna mRNA tada nestaje, razgrađena prirodnom obranom tijela, tako nam ostavljajući samo antitijela.
Stoga je mRNA sigurnije proizvoditi, ali i brže i jeftinije, u usporedbi s tradicionalnim cjepivima. Više nisu potrebni ogromni laboratoriji koji uzgajaju smrtonosne viruse u milijunima kokošjih jaja. Umjesto toga, samo jedan tim znanstvenika može sekvencirati proteine antigena i poslati ga e-poštom diljem svijeta. S tim informacijama jedan laboratorij može napraviti 'milijun doza mRNA u jednoj epruveti od 100 ml', kaže Blakney.
Dana 10. siječnja 2020., Zhang Yongzhen, profesor u Kineskom centru za kontrolu i prevenciju bolesti u Pekingu, sekvencirao je genom za Covid-19 i objavio ga sljedeći dan. WHO je 11. ožujka proglasila covid pandemiju.16. ožujka, koristeći Zhangovu sekvencu, prvo mRNA cjepivo započelo je kliničko ispitivanje prve faze. Američka uprava za hranu i lijekove odobrila je Pfizerovo cjepivo 11. prosinca 2020. godine, upisavši ga u povijest ne samo prvo mRNA cjepivo odobreno za ljude, već i kao prvo koje ima stopu učinkovitosti od 95 posto u kliničkim ispitivanjima. Odobrenje Moderna mRNA cjepiva uslijedilo je brzo,18. prosinca. Prethodnom nositelju titule za 'najbrže cjepivo ikada', cjepivu protiv zaušnjaka, trebalo je četiri godine; Moderni i Pfizeru samo 11 mjeseci.
Teoriju koja stoji iza mRNA cjepiva pokrenuli su znanstvenici sa Sveučilišta Pennsylvania Katalin Karikó i Drew Weissman, koji su nedavno dobili nagradu Lasker za 2021.; najveću američku nagradu za biomedicinska istraživanja. Još 2019. se vjerovalo da će do mainstream uporabe mRNA cjepiva proći još najmanje pet godina.
Na Sveučilištu u Rochesteru, Dragony Fu, biolog, dobio je ubrzano financiranje svog laboratorija od Nacionalne znanstvene zaklade za istraživanje RNA proteina. Ako smo trenutno svjedoci mRNA cjepiva 1.0 za Covid-19, onda će 2.0 rješavati dvije daljnje kategorije bolesti, kaže Fu: 'Jedna su patogeni, poput Sars-a, herpesa ili malarije, ali ovu tehnologiju možete primijeniti i na druge napadače kao što je HIV. Druga kategorija su autoimune bolesti. To je intrigantno stoga jer nadilazi vrlo strogu definiciju cjepiva.' Fu kaže da bi budućnost mogla uključivati 'tretmane' mRNA, na primjer za smanjenje upale. 'U teoriji, to otvara nebrojeno mogućnosti', kaže.
Yizhou Dong, izvanredni profesor farmacije i farmakologije Državnog sveučilišta Ohio, specijaliziran je za male kuglice masti, ili lipide, potrebne za smještaj mRNA i njegovu dostavu u stanice, a da ih naše tijelo odmah ne uništi. Lipidi su opisani kao 'neopjevani heroj' – da isporuka lipida nije usavršena i odobrena 2018., do 2020. ne bi bilo cjepiva mRNA protiv covida. Prije pandemije, postojale su mnoge istraživačke studije koje su proučavale šire primjene kombinirajući ovu novu tehniku isporuke lipida s mRNA, uključujući genetske poremećaje, imunoterapiju raka, zarazne bolesti i bakterijske infekcije. 'Sve dok imate antigen i možete sekvencirati protein, teoretski bi trebao funkcionirati', tvrdi Dong.
Zahvaljujući kombiniranom napretku u isporuci lipida i tehnologiji mRNA, cjepiva i tretmani u razvoju uključuju mRNA terapiju za cističnu fibrozu, multiplu sklerozu, bolesti srca, teške plućne bolesti i astmu. Istražuju se i rješenja za tropske bolesti. Moderna je blizu druge faze (od tri) kliničkih ispitivanja mRNA cjepiva za Zika i Chikungunya. Obje su opisane kao 'zanemarene', jer utječu na najsiromašnije stanovništvo svijeta i ne primaju odgovarajuća istraživanja i financiranje. Brzina i cijena mRNA cjepiva mogli bi promijeniti tu paradigmu i signalizirati kraj marginaliziranih tropskih bolesti.
Međutim, možda će prvo novo mRNA cjepivo koje će stići na naše police biti za nešto poznatijeg neprijatelja – gripu. Procjenjuje se da su virusi gripe odgovorni za oko 290.000 do 650.000 smrtnih slučajeva godišnje širom svijeta. 'Trenutno postoji pet kliničkih ispitivanja za gripu A, uključujući jedno u drugoj fazi. Paul Hunter, profesor zdravstvene zaštite na Sveučilištu East Anglia u Ujedinjenom Kraljevstvu, koji također savjetuje WHO, upozorio je da bi neke zemlje mogle biti pogođene epidemijom gripe koja bi mogla dovesti do više smrtnih slučajeva nego Covid-19.
Nekoliko farmaceutskih tvrtki također traži mRNA cjepiva i tretmane za rak. 'Stanice raka često će imati određene površinske markere koje ostale stanice u vašem tijelu nemaju', kaže Blakney. 'Možete trenirati svoj imunološki sustav da prepozna i ubije te stanice, baš kao što možete trenirati svoj imunološki sustav da prepozna i ubije virus: to je ista ideja, samo shvatite koji su proteini na površini vaših tumorskih stanica i koristite to kao cjepivo'. Ideja o individualiziranoj, specifičnoj medicini za pacijenta bila je primamljiva perspektiva već godinama, a ovo bi mogla biti još jedna vrata na koja će mRNA zakucati.
Postoji i potencijal za općenitije komercijalne aplikacije za zdravlje i dobrobit. Fu sugerira da bi mRNA mogla ukloniti netoleranciju na laktozu koja pogađa stotine milijuna ljudi azijskog podrijetla i procjenjuje se da bi 68 posto svjetske populacije jednog dana mogla biti meta ove boljke. 'Nedostaje mi protein koji omogućuje razgradnju laktoze. U budućnosti bismo mogli razviti neki način prenošenja poruke, mRNA, da razvije protein koji razgrađuje laktozu. Nije u pitanju ništa opasno po život, ali mogu zamisliti da to tvori sassvim novu wellness industriju.'
U državi Ohio, Dong je čak proveo uspješno ispitivanje na mišu ciljajući na kolesterol. Ljudi s visokim razinama proteina PCSK9 imaju tendenciju da imaju visok kolesterol i rano razviju srčane bolesti. 'Primijetili smo da nakon jednog tretmana (kod miševa) možemo smanjiti razinu proteina PCSK9 za više od 95 posto.' Najmanje jedna biotehnološka tvrtka planira kliničko ispitivanje korištenjem mRNA za inhibiciju ovog proteina.
Sve ova priča postavlja pitanje: bi li nam terapija mRNA mogla donijeti gotovo nadljudski imunitet? Već cjepiva mRNA protiv covida dovode neke ljude do stvaranja vrlo visokih razina antitijela, sposobnih neutralizirati nekoliko varijanti virusa odjednom. Također, postoji potencijal za miješanje različitih mRNA cjepiva u jedno cjepivo za jačanje zdravlja, koje bi moglo istovremeno spriječiti rak i viruse. Iako je to trenutno samo nagađanje, Fu kaže: 'Mogli biste uzeti koktel mRNA koji sadrži različite proteine selektirane za vaše posebne potrebe.' I Moderna i Novavax već imaju kombinirana cjepiva protiv covida i gripe u razvoju.
Međutim, prije nego što se previše zanesemo, ostaju neka pitanja oko mRNA cjepiva. Trenutačno su nam potrebne redovite pojačane injekcije, ponekad sa zamornim nuspojavama. Anafilaktičke reakcije (iako bez smrtnih slučajeva) opažene su kod otprilike 2 do 5 ljudi na milijun cijepljenih u Sjedinjenim Državama. Prema jednoj analizi, iako je još uvijek niska, to je 11 puta više nego kod cjepiva protiv gripe.
'Još uvijek radimo na razumijevanju koliko dugo traje odgovor antitijela, kao i stanični odgovor', kaže Blakney. 'Postoje dobre naznake da ste dobili stvarno dobar odgovor T stanica memorije od mRNA cjepiva, ali budući da su ova ispitivanja u većini slučajeva stara godinu i pol, još uvijek pokušavamo razumijeti koliko dugo taj imunitet traje.' Dodaje da većina ljudi 'ne želi dobiti višestruka cjepiva svake godine koja vas nakon tri dana iznevjere'.
Blakneyjev laboratorij, međutim, radi na odgovoru: saRNA ili samopojačavajuća mRNA. Ima iste strukturne komponente kao normalna mRNA, osim što, kad stigne u stanicu, može napraviti kopije same sebe. 'Ovo je stvarno korisno jer vam omogućuje korištenje puno niže doze, obično oko 100 puta manje u usporedbi s mRNA', tvrdi Blakney. Kamo god je ovo istraživanje odnijelo, jedno je sigurno; to više nikada neće biti ista niša - anonimno polje istraživanja, u kojem je godinama 'plivala'.