Người hùng thầm lặng phía sau công nghệ vaccine Covid-19

Trong vài tháng, bưu thiếp và thư từ khắp nơi trên thế giới đổ về, chất thành đống trước văn phòng tầng 4 của Drew Weissman tại Trường Y Perelman của Đại học Pennsylvania. Những người lạ gửi lời cảm ơn đến nhà khoa học 62 tuổi đã nghỉ hưu vì công trình nghiên cứu kéo dài nhiều năm của ông cùng với cộng tác viên Katalin Kariko đã hình thành cơ sở cho vắc-xin Covid-19.

Weissman bối rối trước những lời cảm ơn nhiệt tình, thậm chí còn bối rối hơn với những yêu cầu xin ảnh hoặc chữ ký. Tất cả những lời khen ngợi của thế giới dường như xa lạ với nhà khoa học trầm lặng và nghiêm khắc này. Ông cũng không kém phần nổi tiếng khi nhận được một số giải thưởng lớn nhất về khoa học và y học, bao gồm cả giải thưởng nghiên cứu lâm sàng Lasker-DeBakey, là kim chỉ nam cho giải Nobel.

Trong hơn hai thập kỷ, Weissman và Kariko đã làm việc cùng nhau trong phòng thí nghiệm để biến RNA, vật liệu di truyền giúp cơ thể tạo ra protein, thành một phương pháp điều trị bệnh. Nếu DNA là bản thiết kế di truyền, thì mRNA là trình tự biến bản thiết kế đó thành hiện thực. Bộ đôi tin chắc rằng quy trình tự nhiên này có thể được sử dụng để cách mạng hóa việc sản xuất vắc xin và thay đổi cách điều trị bệnh.

Nhưng các biên tập viên tạp chí, thẩm định viên và các nhà đầu tư không tin tưởng vào điều đó. mRNA kém bền, dễ đứt gãy. Khi được tiêm vào động vật, mRNA sẽ kích hoạt phản ứng viêm khiến chúng bị ốm thay vì khỏe hơn. Năm 2005, Weissman và Kariko đã tìm ra cách để tăng đáng kể tiềm năng điều trị của mRNA, chỉ cần chỉnh sửa về mặt hóa học một chữ cái duy nhất của mã di truyền của nó. Họ nghĩ rằng điều đó thay đổi mọi thứ. Nhưng không có gì khác biệt đã xảy ra. “Điện thoại của chúng tôi không đổ chuông. Không ai quan tâm. Nhưng chúng tôi biết tiềm năng và không ngừng nỗ lực để phát triển”, Weissman nói.

Lĩnh vực công nghệ sinh học này đã bắt đầu thu hút sự quan tâm trong những năm gần đây, nhưng chính đại dịch đã đẩy công nghệ này lên giai đoạn mạnh nhất. Các loại vắc xin của Pfizer-BioNTech và Moderna đều sử dụng mRNA để giúp cơ thể nhận biết và ngăn chặn nCoV. Công nghệ của Weissman và Kariko đã trở thành xu hướng chủ đạo chỉ sau một đêm.

Nhưng đại dịch chỉ là phần mở đầu chứ không phải kết thúc của câu chuyện khoa học. Weissman muốn sử dụng vắc xin mRNA để đánh bại dịch cúm, ngăn chặn dịch virus corona tiếp theo, ngăn chặn virus herpes, chấm dứt HIV. Ông nhận thấy những cơ hội rộng lớn hơn đang đến gần: mở rộng quy mô và triển khai phương pháp điều trị bệnh thiếu máu hồng cầu hình liềm ở châu Phi.

Lớn lên ở Lexington, Massachusetts, Weissman có kỷ luật, điềm tĩnh và tài năng hơn nhiều bạn bè cùng trang lứa, chị gái Stephanie Weissman nhớ lại. Anh gặp người vợ tương lai của mình, Mary Ellen Weissman tại Đại học Brandeis. Một người bạn đã giới thiệu Weissman khi Mary Ellen gặp khó khăn với môn toán. Lúc đầu, Weissman rất khó hòa hợp và họ không bắt đầu hẹn hò ngay. Nhưng anh ấy rất thông minh và hài hước. Khi Mary Ellen cảm thấy bối rối với khái niệm vô cực, Weissman giải thích: “Hãy tưởng tượng bạn có thể sở hữu tất cả những bộ quần áo bạn thích. Đó là vô cực.”

Laura Friedman, một người bạn cùng lớp ở chung căn hộ với Weissman vào năm cuối đại học, nhớ lại hình ảnh trong lễ tốt nghiệp. Weissman xuất hiện trên một chiếc mô tô, đội mũ và mặc áo choàng, nhưng khác với những người còn lại. Ông nhận bằng tiến sĩ hóa sinh cùng lúc với các bạn cùng lớp nhận bằng đại học. Friedman nói: “Tất cả chúng tôi đều học tập chăm chỉ. Nhưng Weissman học chăm chỉ hơn tất cả chúng tôi”.

Weissman quyết định theo đuổi bằng thạc sĩ kép về y học và khoa học tại Trường Y thuộc Đại học Boston. Anh ấy đã học tập chăm chỉ và hiệu quả. Khi các học sinh khác học vào đêm trước kỳ thi lớn, Weissman và Mary Ellen sẽ chơi quần vợt. Theo Mary Ellen – một nhà tâm lý học trẻ em – chồng cô là một người rất tò mò. Anh ấy học để trở thành một bác sĩ vì anh ấy muốn trở thành một nhà khoa học giỏi hơn. Weissman ước mơ rằng nghiên cứu của mình sẽ giúp tạo ra một loại vắc-xin hoặc phương pháp điều trị có lợi cho cộng đồng.

Năm 1991, Weissman đến làm việc trong phòng thí nghiệm của Anthony Fauci, giám đốc Viện Dị ứng và Bệnh truyền nhiễm Quốc gia. Ông quan tâm đến một tế bào miễn dịch được phát hiện gần đây có thể phân nhánh như một cái cây dưới kính hiển vi, với nhiều chân duỗi ra và co lại. Loại tế bào đuôi gai này đóng vai trò then chốt trong cách hệ thống miễn dịch nhận biết cách đánh bại mầm bệnh. Weissman cho rằng đây là mục tiêu tốt nhất cho vắc xin.

Khi mở phòng thí nghiệm của riêng mình, Weissman muốn nghiên cứu tế bào đuôi gai. Mary Ellen nhớ lại hai yếu tố quan trọng để Weissman và gia đình anh ổn định cuộc sống: một viện nghiên cứu có tiềm năng hợp tác lớn và một trường học tốt cho hai cô con gái của họ, Rachel và Allison.

Harvey Friedman mời Weissman đến trường y tại Đại học Pennsylvania, nơi ông làm chủ nhiệm khoa bệnh truyền nhiễm. Không lâu sau khi chuyển đến Đại học Pennsylvania vào năm 1997, Weissman gặp nhà khoa học Hungary Kariko tại một cửa hàng máy photocopy. Trước khi các tạp chí khoa học được xuất bản trực tuyến, các nhà khoa học thường lưu lại các bài báo để cập nhật những nghiên cứu mới nhất. Kariko và Weissman làm việc ở hai phòng ban khác nhau, nhưng họ thường xuyên đụng độ nhau do dùng chung máy photocopy.

Kariko chia sẻ với Weissman về mRNA và ý định biến nó thành một loại thuốc hiệu quả. Cô ấy tin rằng mRNA có thể trở thành một cách để cung cấp các protein trị liệu để điều trị bệnh. Weissman tự hỏi liệu đây có thể là một cách để cung cấp các protein virus lạ đến các tế bào đuôi gai mà ông đang nhắm đến để phát triển vắc xin hay không. Anh ấy yêu cầu Kariko tổng hợp một số mRNA cho các thí nghiệm.

Weissman đã xin tài trợ thành công và có được vốn khởi nghiệp từ khi còn học đại học. Ban đầu, anh định dùng tiền để thực hiện nghiên cứu khoa học về mRNA, một dự án phụ cho phòng thí nghiệm chủ yếu tập trung vào HIV. Weissman áp dụng kiến ​​thức của mình trong lĩnh vực miễn dịch học và quan tâm đến việc phát triển vắc-xin trong khi Kariko rất am hiểu về RNA nói riêng và hóa sinh nói chung.

Trở ngại đầu tiên là RNA kích hoạt phản ứng viêm có hại. Đây là một trở ngại lớn đối với Kariko, người luôn hy vọng có thể sử dụng mRNA để điều trị não. Nếu họ không thể tìm ra cách kiểm soát phản ứng viêm, đó sẽ là ngõ cụt cho liệu pháp RNA. Trong bảy năm, Weissman và Kariko đã làm việc trên mRNA, cố gắng tìm ra cách chuyển đổi nó từ quy trình sinh học thành công nghệ y tế. mRNA là một bảng mã được viết bằng bốn chữ cái, C, G, A và U. Weissman và Kariko nhận thấy rằng nếu họ thực hiện các chỉnh sửa hóa học nhỏ cho chữ U, thì hiệu quả sẽ rất lớn. MRNA không còn kích hoạt phản ứng viêm và tạo ra nhiều protein hơn.

Nhưng các tạp chí khoa học hàng đầu không quan tâm. Công trình của Weissman và Kariko đã đi trước thời đại rất nhiều và rất ít người nhận ra tầm quan trọng của nghiên cứu. Trong nhiều năm, Weissman và Kariko đã tìm cách biến ý tưởng của họ thành hiện thực. Họ tìm được nguồn tài trợ, thành lập một công ty biến công nghệ của họ từ một khám phá mới lạ thành một phương pháp cứu sống vô số người.

Vẫn còn nhiều trở ngại trước khi mRNA có thể trở nên hữu ích trong y học, cụ thể là tính không ổn định. Norbert Pardi, nhà khoa học làm việc với Weissman và Kariko, đã mất 3 năm để tìm ra cách an toàn và hiệu quả để giữ mRNA nguyên vẹn. Sau một loạt thất bại, trong một nỗ lực cuối cùng, Pardi đã kiểm tra xem liệu các hạt nano lipid, một bong bóng chất béo siêu nhỏ do công ty Acuitas Therapeutics của Canada phát triển, có thể bảo vệ phân tử và đưa nó vào tế bào ở động vật hay không. sống hay không.

Trong thử nghiệm, Pardi đã tạo ra một mRNA mã hóa một loại enzyme có tên là firefly luciferase. Như tên cho thấy, nếu các tế bào tạo ra enzym, chúng sẽ phát sáng khi Pardia giới thiệu một loại protein khác. Pardi đã tiêm mRNA vào chuột và thấy các tế bào phát sáng. Cho đến ngày nay, anh vẫn nhớ rõ đó là ngày 20 tháng 8 năm 2014. Khi Pardi thông báo cho Weissman vào ngày hôm sau, cả hai đều biết phương pháp này đã hiệu quả.

Gần đây, Weissman đã nhận được bằng danh dự của Trường Y Đại học Drexel. Dịch virus Zika xuất hiện vào năm 2015-2016, Weissman bắt đầu phát triển một loại vắc xin. Gia đình ông cho rằng đây có thể là thời điểm đột phá đối với nhà nghiên cứu. Vắc-xin Zika đã bảo vệ thành công loài khỉ, nhưng không được phát triển thêm khi mối đe dọa đã giảm dần. Khi Covid-19 bùng phát, Weissman chuyển sang phát triển một loại vắc-xin để ngăn ngừa nCoV.

Vợ ông là Mary Ellen và con gái Allison đã tình nguyện thử nghiệm vắc xin. Phòng thí nghiệm của Weissman nhận được tài trợ từ BioNTech, và Weissman trở thành cố vấn cho công ty. Nhưng phát hiện của Weissman và Kariko có ý nghĩa quan trọng đối với cả vắc xin Moderna và Pfizer-BioNTech. Weissman biết vắc xin Pfizer-BioNTech đặc biệt hiệu quả khi Mary Ellen ngắt lời anh vào một buổi sáng tháng 11 để đưa tin. Weissman đã mất một chút thời gian để tiếp thu tin tức và nói với vợ rằng anh ấy cần phải trở lại làm việc. Anh vừa gọi điện cho bố mẹ để thông báo.

Vắc xin Pfizer-BioNTech sau đó đã được ban cố vấn liên bang phê duyệt. Các nhà nghiên cứu sẽ tranh luận về mức độ thay đổi hóa học mà Weissman và Kariko tìm thấy đóng góp vào sự thành công của vắc xin. Một loại vắc-xin không áp dụng những thay đổi đó đã thất bại. Weissman nghĩ rằng anh ấy biết tại sao. Hơn một năm trước khi đại dịch xảy ra, Weissman và các đồng nghiệp của ông đã chứng minh rằng mRNA đã được chỉnh sửa là chìa khóa để tạo ra phản ứng miễn dịch mạnh mẽ. Nó kích hoạt các tế bào miễn dịch quan trọng được gọi là tế bào T trợ giúp. Các tế bào T sau đó thúc đẩy các tế bào miễn dịch sản xuất kháng thể để chống lại vi rút. Ngược lại, mRNA không biến đổi sẽ kích hoạt một phân tử ngăn chặn tế bào T.

An Khang (Theo dõi Yahoo!)