Победа ученых: как Moderna сделала самую быструю вакцину от коронавируса

Почти все, кто сейчас попадает в больницу с коронавирусом не были вакцинированы, пишет CNBC. По крайней мере, такая ситуация в США.

Впрочем, по крайней мере 13% американских взрослых не хотят делать прививки (данные на конец мая).

​Читайте Еще девять уроков вакцинации в пандемию: что люди должны изучить на будущее

Вакцина Moderna: хронология событий

Moderna – стартап, который был запущен на самом деле не так давно – 11 лет назад. Они занимались технологией матричной или информационной РНК, поэтому когда началась пандемия, уже знали что делать. 11 января 2020 года китайские ученые выложили в интернет генетическую последовательность нового коронавируса SARS-CoV-2.

Ранее, Moderna использовала мРНК в онкотерапии и в других отраслях. Таким образом удалось создать биоплатформу, которую при необходимости можно было масштабировать и приспособить к различным болезням. И хотя они раньше никогда не выводили вакцины на рынок, но тестировали несколько разных на основе этой технологии и провели дюжину маленьких клинических тестов.

мРНК всегда имеет 4 буквы и они одинаковы. Четыре буквы жизни, как нули и единицы, как LEGO. Система та же, просто у разных вакцин разный порядок букв,
– пояснил гендиректор Moderna Стефан Бансель в подкасте "Bio eats the World".

Сам Бансель – француз, инженер-химик по образованию с дипломом MBA. В 36 лет он уже работал на ведущей должности в компании BioMérieux. Позже, создал венчурный фонд Flagship Ventures. Впрочем, он хотел "возглавить компанию, которая изменит мир".

Стефан Бансель, генеральный директор Moderna / Фото STAT

Такой для него и стал биотехнологический стартап Moderna. С самого начала, он сосредоточился на технологии мРНК и создании патентов под нее. Например, Бансель первым увидел, что – после опытов на мышах – РНК может восстанавливать ткани сердца после его остановки. Сейчас, Moderna работает над этим вместе с AstraZeneca.

Первые дозы для тестирования были доставлены 24 февраля 2020 года, первый доброволец получил укол 16 марта. Это была действительно невероятная скорость. После тестирования на 30 тысячах добровольцев, Moderna получила разрешение на экстренное использование своей вакцины от FDA (администрация еды и лекарств США – 24). Это произошло 18 декабря, а через трое суток начали вакцинировать медиков.

Но это всего лишь краткая история. А есть еще длиннее – о медицинской и биологической революции. Вот о ней – дальше в материале.

Первый вакцинированный человек

Когда Дженнифер Геллер 16 марта 2020 года приехала в научный центр возле легендарной космической иглы – символа города Сиэтл – весь мир стоял у дверей. 75 дней прошло с момента обнаружения в Ухане загадочной вирусной пневмонии. 66 дней – с момента когда ученые в США получили доступ к генетическому коду вируса, пишет издание USA Today.

Космическая Игла – главная аттракция в Сиэтле / Фото g-switch.org

Давать обещания о скором создании вакцин было непросто. Еще несколько лет назад это выглядело так же странно, как обещать отправить человека на Марс. Обычно, чтобы сделать вакцину, нужны десятки лет, история полна провалами и отчаянием. Полиомиелитную прививку Джонаса Солка сделали после 50 лет испытаний и ошибок.

​Больше по теме Коронавирусная ошибка: как ученые 60 лет назад помогли вирусу убивать

До сих пор нет защиты от СПИДа и вируса Зика. Но главный инфекционный врач США Энтони Фаучи знал кое-что, что обычные люди не знали. Его коллеги из Национальных институтов здоровья годами готовились только к этой вакцине. Жидкость, которую должны были ввести Геллер в руку, была кульминацией исследований нескольких ученых.

Если бы этот вирус появился 5-10 лет назад, наука была бы не готова. Но сейчас Геллер просто наблюдала за медиками и журналистами и читала новости на телефоне. Медленно пришло понимание, что она делает историю, став первым человеком, на котором тестировали вакцину от COVID-19. Срок действия вакцины истекал через несколько часов.

Дженнифер Геллер получает первую тестовую дозу Moderna / Фото LA Times

Фотографы навели свои объективы на плечо Геллер, когда врачи делали прививку. Так начался эксперимент. А Геллер была в эфире ведущих телеканалов, включая CNN и MSNBC.

История технологии Вакцины от коронавируса способны на большее: большой бизнес и спасение планеты

Все это базировалось на незамеченных к этому времени исследованиях, которым могло быть по 15 лет, как у венгерки Каталин Карико. Она и ее коллега Дрю Вайссман до последнего верили в мРНК. Moderna появилась благодаря профессору из Гарварда Дереку Росси, но пока он исчез из истории компании, тогда как Карико работает в BioNTech.

Японский шок, приведший к прорыву

Что касается Росси, то его история начинается чуть раньше в 2006 году. 30 июня 2006 года Шинья Яманака, исследователь из Университета Киото, приехал с докладом на конференцию в Торонто. Читая свои заметки тихо и медленно, он сказал: взял клетки мышей и превратил их обратно в зародышевые стволовые.

В комнате воцарилась шоковая тишина, потому что это, фактически, биологическое путешествие во времени.

Вырастить здоровую печень из собственной ДНК на замену для больного на последней стадии человека?

Это интересно Клетки-камикадзе: чем нейтрофилы удивляют ученых

Шинья Яманака предложил революционный метод / Фото University of San Francisco

Через шесть лет, Яманака уже выходил на сцену в Осло за Нобелевской премией. Это казалось научной фантастикой, не меньше, но метод был неэффективным. ДНК, встроенная в человека, может даже вызвать рак из-за генетической мутации. Росси решил исправить недостатки коллеги, который использовал ретровирусы.

Один из докторантов Росси в Гарварде – Луиджи Уоррен – подал идею заменить ретровирусы на РНК. Сначала пару слов о ДНК.

Именно дезорибонуклеиновая кислота является "секретом жизни", именно она определяет наш вид, цвет глаз, рост, цвет волос. Она же передает сигналы, обеспечивающие работу нашего тела. Нужен инсулин для поддержания уровня сахара в крови? Уже готово. Антитела для борьбы с болезнью? Сделаем! Но как, когда сама ДНК никогда не покидает пределы ядра?

Когда Уоррен однажды заглянул в микроскоп, он не мог поверить. Когда это сделал сам Росси, он тоже удивился. Клетки равномерно светились зеленым. Клетки мышей делали белок, которого даже нет у мышей. РНК работала! Впрочем, дальше были проблемы, потому что возвращение в эмбриональную стадию – это две недели у мышей.

А РНК – очень нестабильна, клетки переставали светиться и погибали. Двое мужчин были в тупике и тут Росси вспомнил о Корико и Вайсмане в Пенсильвании, которые имели ту же самую проблему с мышами. Некоторые у них даже погибли, а причина была в отторжении рибонуклеиновой кислоты организмом как захватчика.

Поэтому команда начала играть с ней, чтобы обмануть иммунную защиту организма. Возврат до эмбрионального состояния прошло успешно, клетки светились, Moderna рождалась. Но использовать мРНК они начали уже без Росси.

Поиск болезни, чтобы ее обуздать

Другим ученым, достойным отдельной истории, был Барни Грэм, которому сейчас 67 лет. Он провел большую часть карьеры, пытаясь понять, почему два ребенка умерли во время катастрофического тестирования вакцины в 1966 году. Это были поиски способа предупреждать респираторно-синтициальный вирус человека (РСВ) – до сих пор главной причины госпитализации маленьких детей, способный уложить в постель до 25 тысяч маленьких американцев каждый год.

Барни Грэм, Джо Байден и Энтони Фаучи / Фото NIH

Эта трагедия затормозила развитие вакцины от РСВ на десятилетия и это преследовало Грэма. В последние годы, как заместитель директора Центра исследования вакцин, его главной задачей было сделать собственно вакцину, которая бы быстро остановила пандемию. Грэм искал подходящий вирус. Раньше он думал, что таким станет Зика.

Поэтому эта болезнь пока своей прививки не имеет. Через три года, Грэм попробовал снова. Новым вдохновителем стал малоизвестный, но очень опасный вирус Нипах. Он распространен в основном в Южной Азии, может вызвать судороги, эпилепсию и смерть.

Обратите внимание Три урока пандемии: чем похожи истории СПИДа и коронавируса

Его, как и коронавирус, распространяют летучие мыши. Последняя вспышка произошла в Индии в 2018 году (17 из 19 зараженных в Керале умерли), но больших эпидемий пока не было. С этой идеей Грэм и пришел в Moderna. Во время кризиса Зика, там создали в 10 раз мощнее прививки, чем сам Грэм (у него была ДНК-вакцина).

Коронавирус не такой, как предыдущие

Вместо этого Moderna полагалась на совершенно другую технологию-мРНК, матричную или информационную рибонуклеиновую кислоту. Она работает как "курьер", который доносит указания нашей ДНК, какие белки надо сейчас делать. Иногда за это ее называют "программным обеспечением жизни".

В вакцине от SARS-CoV-2 мРНК приказывает организму делать лишь маленький кусочек вируса – S-белок с поверхности его шипа, которым он входит в клетки. Далее создаются антитела. Когда стало понятно, что новая угроза из Уханя является коронавирусом, Грэм написал письмо Банселю, который как раз отдыхал во Франции.

Структура вируса SARS-CoV-2 / Скриншот Nouzu.edu.ua

В тексте он сказал, что план исследования Нипах надо отменить в пользу нового вируса. "Если этот вирус похож на ОРВИ, мы знаем, что делать", – писал Грэм. После этого, ученый пошел к своему главному боссу – Энтони Фаучи. Тот ничего не знал об одержимости одного из своих подчиненных созданием вакцины от коронавируса.

С 2003 по 2012 годы в мире было две эпидемии коронавируса – SARS и MERS. Но обе, хоть и были очень смертельными не были очень заразными, поэтому не стали пандемиями. В начале января 2020 года никто не мог предположить, что COVID-19 будет другим. Но команда Грэма уже погрузилась в тему победы над ним.

Давайте работать на полную, сделаем вакцину. Я позабочусь о деньгах,
– сказал Фаучи.

Если все пройдет идеально, вакцина будет готова за 12-18 месяцев. Этот прогноз станет первым от Энтони Фаучи официально объявленным. 10 января китайские ученые изложили последовательность генетического кода "вирусной пневмонии с рынка морепродуктов в Ухане". Рано утром следующего дня исследователь включил свой ноутбук и вышел на улицу.

На специальном сайте, где ученые обмениваются информацией, он увидел сотни строк из четырех букв – A (аденин), C (цитозин), G (гуанин) и т (тимин).

Итак, отчеты были правдой: это действительно был новый вирус, новое инфекционное заболевание. Он попадает в организм через нос, рот или глаза, передается при разговоре, чихании или кашле.

Загадки коронавируса Мозг под прицелом коронавируса: сенсационные исследования ученых и этическая дилемма

На поверхности имеются шипы (поэтому форма напоминает корону – 24). В организме, он ищет клетки для вторжения с помощью шипа. Спаечный белок S1 закрепляется на поверхности рецептора ACE2.

Команда начинает работу

Когда новости дошли до Грэма, только 1 человек умер, 41 заразился. Это еще не было сенсацией, стоящей первой страницы ведущих СМИ. Но опытный врач и иммунолог уже собирал команду.

Первым он добрался до своего бывшего аспиранта, с которым работал много лет бок о бок-биофизика Джейсона Маклеллана из Техасского университета. Затем до восходящей звезды – Киззмекия Корбетт, которая когда-то стажировалась у Грэма подростком и с 2014 года работала в его лаборатории. Изучая как раз...коронавирусы. Поэтому с нуля никто не начинал, все имели опыт на эту тему и то немалый.

Грэм, Маклеллан и Киззмекия Корбетт – команда, которая создала вакцину / график USA Today

Все работали осторожно, но быстро и точно. Пока на ноутбуках, а не в лабораториях. мРНК будет спрятана в липидную (жировую) оболочку, в которой будут наночастицы для ускорения перемещения внутри организма. Введенная извне, она будет побуждать организм вырабатывать белок, похожий на спаечный.

Главное ожидание было, что этот белок запустит выработку антител к SARS-CoV-2. Грэм позвонил в Moderna, чтобы заключить эскиз "дорожной карты". От команды – генетический код, от компании – вакцина и испытания. Последние должны были начаться через несколько недель. Гонка за вакциной началась, а в США прибыл первый больной на новый коронавирус.

Первый официально больной

35-летний мужчина прибыл в Сиэттл 19 января, он кашлял, но никогда не бывал на рынке морепродуктов (хотя был в Ухане). После четырех дней с симптомами, он позвонил в неотложную помощь. Там провели серию тестов и ничего не нашли. Мазок из носа был отправлен в офис по контролю и профилактике заболеваний в Атланте.

Мужчине дали маску N95 и приказали "карантинить" дома. На следующий день позвонили – он стал первым официально подтвержденным больным коронавирусом в США. CDC приказало разворачиваться региональному медицинскому центру в Провиденсе. Он руководил неотложной помощью и имел больницу вблизи Сиэтла.

Поскольку новых протоколов еще не было, использовали тот, что был против Эболы. Врачи и техники, которые должны были контактировать с больными, носили защитные костюмы, каталки имели пузырек, чтобы вирус не распространялся. В больнице, больного положили в отдельный закрытый бокс "биологического хранения" со специальной системой подачи воздуха.

Пандемия свободного падения Падение в ад: как пандемия COVID-19 вышла из-под контроля в Индии

Врачи осматривали человека с помощью видеокамеры. Он в конце концов вылечится от пневмонии. А местные службы искали не менее 50 человек, которые с ним контактировали в течение 5 дней. Никого больного не нашли, поэтому не было понятно, как именно распространяется эта болезнь. Эксперты начинают говорить, что"коронавирусы обычно не так заразительны без симптомов".

Тем временем Moderna понемногу готовилась испытывать систему на людях. 27 января назначили ответственную – докторку Лизу Джексон из госпиталя Кайзер Перманент Вашингтон в Сиэтле. Ради вакцины, она бросила всю остальную работу. В то время как вспышка в Сиэтле росла, в больнице Кайзер Перманент все больше беспокоились за судьбу своих тестов и организовали запасной штаб в Атланте, штат Джорджия.

Успех на юге Америки

Впрочем, перевезти вакцину со склада в штате Мэриленд было очень сложно. Рейсов через столицу Вашингтон уже не было – страна официально закрывалась. А если жидкость не держать в холоде, она деградирует и станет ненужной.

Курьерская служба, которая возит лекарства, в конце концов прекратила попытки добиться самолета и самостоятельно повезла вакцины на юг, упаковав в сухой лед. Миссия была успешно выполнена 26 марта. На следующее утро Атланта увидела свою первую вакцинацию от коронавируса. Главной задачей первой фазы испытаний было найти в крови вакцинированных антитела против SARS-CoV-2.

Грэм вспоминает, что узнал об успехе в Атланте 9 мая. Когда ученые взяли антитела из крови людей – которые участвовали в тестах – и добавили их к инфицированным клеткам в лаборатории, вирус прекратил репликацию. Реакция была такая: "мы ожидали появление нейтрализующих антител, но не столь сильную!". 18 мая первые выводы были обнародованы в прессрелизе, акции компании взлетели на 250%!

Через несколько суток, Moderna объявила о начале Фазы 2 уже на 600 добровольцах для установления рабочей дозы. Почти сразу оно было расширено до 3 и 30 тысяч человек. Это произошло 27 июля. Сошлись на наиболее перспективной дозе с первой фазы, потому что времени обнаруживать ее тщательно просто не было.

Компания считала, что вакцина уже безопасна. Теперь надо было доказать, что она работает.

Деньги на вакцины

Звезда кантри-музыки Долли Партон передала 1 млн долларов США Университета Вандербильта "чтобы найти лекарство от коронавируса". Ожидания были мрачными: без вакцин, 2 млн американцев могут умереть. Часть денег передали Moderna. Часто на пути разработки эффективной вакцины стоит нехватка финансирования.

Не все вирусы вызывают эпидемию – а тем более пандемию. Нации выдыхают с облегчением, но ученые теряют финансирование на свои разработки. А процесс предусматривает привлечение сотен тысяч добровольцев и оплату их помощи в немаленькой сумме (Геллер заплатили 1100 долларов США, например, за первую тестовую вакцинацию).

Плюс покрытие лечения, если здоровые люди в результате заразятся вирусом или это произойдет уже после тестов. Фармацевтические компании далеко не всегда получают большую прибыль в конце, поэтому создание вакцин – очень рисковый и часто убыточный бизнес. А когда вакцины уже есть, надо запускать руку в казну.

Другие вакцины в разработке спасали бы миллионы жизней в мире, имея такое финансирование. Просто от COVID-19 люди умирают, а в США умерло особенно много людей. Ожидаемая зимой 2021 года прибыль Moderna может составить 13,2 млрд долларов США.

День, когда все заработало

16 ноября позвонил босс Грэма и сказал: вакцина Pfizer работает! Это постановила правительственная комиссия по безопасности данных и мониторингу – единственное учреждение, которому можно заглядывать за кулисы. Только они знали, кто получил плацебо, а кто – реальную вакцину.

Там завершили первый анализ 94 добровольцев, которым сделали прививку Pfizer. Вакцина должна была быть на 75% эффективной против коронавируса. Pfizer был эффективен более чем на 90. Грэм положил трубку и сказал жене – вакцина работает, почти идентична Moderna. Потом он сел за стол и заплакал от облегчения.

Вакцина Moderna на 94% эффективна против симптоматического течения / графика ABC News

Тогда еще не было новостей о Moderna. Но один человек уже знал – главный инфекционист Энтони Фаучи. Ему сказал руководитель комитета по вопросам защиты данных. Фаучи пообещал не раскрывать тайну до 16 ноября. И вот Moderna сделала такое же объявление: 94% эффективности вакцины.

Уже 17 декабря 2020 года, Moderna подала свою вакцину на сертификацию к FDA. Лидеры компании докладывали 21 человеку из совещательного совета госоргана. Разрешение этой комиссии оказывает большое влияние на руководство Food and Drug Administration в вопросе допуска чего-то на рынок. На этот раз, всю работу сделали за 2 с половиной недели (обычно это месяцы).

Там уже согласились пускать вакцины с 50% эффективностью, чтобы они были. Если на 75%, дальнейшие тесты даже не нужны. Все 30 случаев серьезных побочных эффектов были только у получателей плацебо и только 11 легких – у вакцинированных. Шестеро умерли, но по не связанным с вакцинацией причинам.

Актуально Дельта вариант может изменить мир: почему судьба человечества зависит от удачи

7 января 2021 года начали вакцинацию в домах престарелых в Лос-Анджелесе. Moderna сделала вакцину – менее чем за год. Там так все волновались, что на саму вакцинацию вакцину забыли...в холодильнике! Теперь оба гиганта исследуют вакцины второго поколения (Маклеллан нашел в лаборатории более мощный белок, который легче производить), где может потребоваться только одна небольшая доза.

Но битва против пандемии, учитывая вариант Дельта, еще не закончена. Среди летучих мышей существуют тысячи неизвестных штаммов, которые могут перепрыгнуть на человека. Но теперь, считает Грэм, люди гораздо лучше подготовлены. Но он, как всегда, хочет остановить пандемию еще до ее начала.