Перемога вчених: як Moderna зробила найшвидшу вакцину від коронавірусу

Майже всі, хто зараз потрапляє до лікарні з коронавірусом не були вакциновані, пише CNBC.

Стаття є адаптованим перекладом. Посилання на першоджерела вказані у тексті.

Принаймні, така ситуація у США. Втім, принаймні 13% американських дорослих не хочуть робити щеплення (дані на кінець травня).

​Читайте ще Дев'ять уроків вакцинації у пандемію: що люди мають вивчити на майбутнє

Вакцина Moderna: хронологія подій

Moderna – стартап, який був запущений насправді не так давно – 11 років тому. Вони займалися технологією матричної або інформаційної РНК, тож коли почалася пандемія, вже знали що робити. 11 січня 2020 року китайські вчені виклали в інтернет генетичну послідовність нового коронавірусу SARS-CoV-2.

Раніше, Moderna використовувала мРНК в онкотерапії та в інших галузях. Таким чином вдалося створити біоплатформу, яку за потреби можна було масштабувати та пристосувати до різних хвороб. І хоча вони раніше ніколи не виводили вакцини на ринок, але тестували кілька різних на основі цієї технології та провели дюжину маленьких клінічних тестів.

мРНК завжди має 4 букви і вони однакові. Чотири літери життя, як нулі та одиниці, як LEGO. Система та сама, просто у різних вакцин різний порядок букв,
– пояснив гендиректор Moderna Стефан Бансель у подкасті "Bio eats the World".

Сам Бансель – француз, інженер-хімік за освітою з дипломом MBA. У 36 років він вже працював на провідній посаді у компанії BioMérieux. Пізніше, створив венчурний фонд Flagship Ventures. Втім, він хотів "очолити компанію, що змінить світ".

Стефан Бансель, CEO компанії Moderna / Фото STAT 

Такою для нього і став біотехнологічний стартап Moderna. Від самого початку, він зосередився на технології мРНК та створенні патентів під неї. Наприклад, Бансель першим побачив, що – після дослідів на мишах – РНК може відновлювати тканини серця після його зупинки. Зараз, Moderna працює над цим разом з AstraZeneca.

21 січня, в день народження доньки Нубара, він отримав дзвінок з Давосу від Банселя. "Там до нього звертались кілька громадських організацій, які просили зробити вакцину", – згадує Нубар. Все було вирішено за одну ніч.

Перші дози для тестування були доставлені 24 лютого 2020 року, перший доброволець отримав укол 16 березня. Це була дійсно неймовірна швидкість. Після тестування на 30 тисячах добровольців, Moderna отримала дозвіл на екстрене використання своєї вакцини від FDA (адміністрація їжі та ліків США – 24). Це сталося 18 грудня, а через три доби почали вакцинувати медиків.

Але це лише коротка історія. А є ще довша – про медичну та біологічну революцію. От про неї – далі у матеріалі.

Перша вакцинована людина

Коли Дженніфер Геллер 16 березня 2020 року приїхала до наукового центру біля легендарної Космічної Голки – символу міста Сіетл – весь світ стояв біля дверей. 75 днів пройшло з моменту виявлення в Ухані загадкової вірусної пневмонії. 66 днів – з моменту коли вчені в США отримали доступ до генетичного коду вірусу, пише видання USA Today.

Космічна Голка – головна атракція в Сіетлі / Фото g-switch.org 

Давати обіцянки про швидке створення вакцин було непросто. Ще кілька років тому це виглядало так само дивно, як обіцяти відправити людину на Марс. Зазвичай, щоб зробити вакцину, потрібні десятки років, історія повна провалами та розпачем. Поліомієлітне щеплення Джонаса Солка зробили після 50 років випробувань та помилок.

​Більше з теми Коронавірусна помилка: як вчені 60 років тому допомогли вірусу вбивати

Досі немає захисту від СНІДу та вірусу Зіка. Але головний інфекційний лікар США Ентоні Фаучі знав дещо, що звичайні люди не знали. Його колеги з Національних Інститутів здоров'я роками готувалися лише до цієї вакцини. Рідина, яку мали ввести Геллер у руку, була кульмінацією досліджень кількох вчених.

Якби цей вірус з'явився 5-10 років тому, наука була б не готова. Але зараз Геллер просто спостерігала за медиками та журналістами та читала новини на телефоні. Повільно прийшло розуміння, що вона робить історію, ставши першою людиною, на якій тестували вакцину від COVID-19. Термін дії вакцини спливав через кілька годин.

Дженніфер Геллер отримує першу тестову дозу Moderna / Фото LA Times

Фотографи навели свої об'єктиви на плече Геллер, коли лікарі робили щеплення. Так почався експеримент. А Геллер була в ефірі провідних телеканалів, включаючи CNN та MSNBC.

Історія технології Вакцини від коронавірусу здатні на більше: великий бізнес та порятунок планети

Але цього всього не було б без програми "Варп-швидкість" (фантастична швидкість, більша за світлову – 24), яку почала адміністрація Трампа. Майже всі ресурси державної медицини були кинуті на розробку вакцин. На тести та випробування видали 9 млрд доларів США.

Все це базувалося на непомічених до цього часу дослідженнях, яким могло бути по 15 років, як в угорки Каталін Каріко. Вона та її колега Дрю Вайссман до останнього вірили у мРНК. Moderna з'явилася завдяки професору з Гарварда Дереку Россі, але наразі він зник з історії компанії, тоді як Каріко працює в BioNTech.

Японський шок, що привів до прориву

Щодо Россі, то його історія починається трохи раніше у 2006 році. 30 червня 2006 Шинья Яманака, дослідник з Університету Кіото, приїхав з доповіддю на конференцію в Торонто. Читаючи свої нотатки тихо та повільно, він сказав: взяв клітини мишей та перетворив їх назад у зародкові стовбурові.

В кімнаті впала шокова тиша, бо це, фактично, біологічна подорож у часі.

Потенційно це могло дозволити вченим взяти клітини, припустимо, шкіри та завдяки здатності стовбурових перетворюватися на будь-який інший клітинний тип, змінити їх. Особливо відкриття Яманака резонує з трансплантацією, де люди роками чекають підходящого донора.

Виростити здорову печінку з власної ДНК на заміну для хворої на останній стадії людини?

Це цікаво Клітини-камікадзе: чим нейтрофіли дивують вчених

Шинья Яманака запропонував революційний метод / Фото University of San Francisco 

Через шість років, Яманака вже виходив на сцену в Осло за Нобелівською премією. Це здавалося науковою фантастикою, не менше, але метод був неефективним. ДНК, вбудовані в людину, могли навіть викликати рак через генетичну мутацію. Россі вирішив виправити недоліки колеги, який використовував ретровіруси.

Один з докторантів Россі у Гарварді – Луїджі Воррен – подав ідею замінити ретровіруси на РНК. Спочатку пару слів про ДНК.

Саме дезорибонуклеїнова кислота є "секретом життя", саме вона визначає наш вигляд, колір очей, зріст, колір волосся. Вона ж передає сигнали, що забезпечують роботу нашого тіла. Потрібен інсулін для підтримки рівня цукру в крові? Вже готово. Антитіла для боротьби з хворобою? Зробимо! Але як, коли сама ДНК ніколи не покидає межі ядра?

Коли Воррен одного разу заглянув у мікроскоп, він не міг повірити. Коли це зробив сам Россі, він теж здивувався. Клітини рівномірно світилися зеленим. Клітини мишей робили білок, якого навіть немає у мишей. РНК працювала! Втім, далі були проблеми, бо повернення в ембріональну стадію – це два тижні у мишей.

А РНК – дуже нестабільна, клітини переставали світитися і гинули. Двоє чоловіків були в глухому куті і тут Россі згадав про Коріко та Вайсмана у Пенсильванії, які мали ту ж саму проблему з мишами. Деякі у них навіть загинули, а причина була у відторгненні рибонуклеїнової кислоти організмом як загарбника.

Тож команда почала гратися з нею, щоб обманути імунний захист організму. Повернення до ембріонального стану пройшло успішно, клітини світилися, Moderna народжувалася. Але використовувати мРНК вони почали вже без Россі.

Пошук хвороби, щоб її приборкати

Іншим вченим, достойним окремої історії, був Барні Грем, якому зараз 67 років. Він провів більшу частину кар'єри, намагаючись зрозуміти, чому двоє немовлят померли під час катастрофічного тестування вакцини у 1966 році. Це були пошуки способу попереджати респіраторно-синтиціальний вірус людини (РСВ) – досі головної причини госпіталізації маленьких дітей, здатний вкласти у ліжко до 25 тисяч маленьких американців щороку. 

Барні Грем, Джо Байден та Ентоні Фаучі / Фото NIH

Ця трагедія загальмувала розвиток вакцини від РСВ на десятиліття і це переслідувало Грема. Останніми роками, як заступник директора Центру дослідження вакцин, його головним завданням було зробити власне вакцину, яка б швидко зупинила пандемію. Грем шукав підходящий вірус. Раніше він думав, що таким стане Зіка.

Він передається через москітів, прибув до США у 2016. Зіка особливо небезпечна для вагітних та новонароджених. Останні народжуються з деформацією голови та зменшеним мозком – мікроцефалією і таких були тисячі. За сім місяців, Грем мав кандидата на вакцину від Зіка, але епідемія вщухла ще до проведення навіть маленьких випробувань.

Тож ця хвороба поки свого щеплення не має. Через три роки, Грем спробував знову. Новим натхненником став маловідомий, але дуже небезпечний вірус Ніпах. Він поширений здебільшого у Південній Азії, може викликати судоми, епілепсію та смерть.

Зверніть увагу Три уроки пандемії: чим схожі історії СНІДу та коронавірусу

Його, як і коронавірус, поширюють кажани. Останній спалах стався в Індії у 2018 році (17 з 19 заражених в Кералі померли), але великих епідемій поки що не було. З цією ідеєю Грем і прийшов до Moderna. Під час кризи Зіка, там створили у 10 разів потужніше щеплення, ніж сам Грем (у нього була ДНК-вакцина).

Коронавірус не такий, як попередні

Натомість Moderna покладалася на геть іншу технологію – мРНК, матричну або інформаційну рибонуклеїнову кислоту. Вона працює як "кур'єр", який доносить вказівки нашої ДНК, які білки треба зараз робити. Іноді за це її називають "програмним забезпеченням життя".

У вакцині від SARS-CoV-2 мРНК наказує організму робити лише маленький шматочок вірусу – S-білок з поверхні його шипу, яким він входить у клітини. Далі створюються антитіла. Коли стало зрозуміло, що нова загроза з Уханю є коронавірусом, Грем написав лист Банселю, який якраз відпочивав у Франції.

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

У тексті він сказав, що план дослідження Ніпах треба скасувати на користь нового вірусу. "Якщо цей вірус подібний до ГРВІ, ми знаємо, що робити", – писав Грем. Після цього, вчений пішов до свого головного боса – Ентоні Фаучі. Той нічого не знав про одержимість одного зі своїх підлеглих створенням вакцини від коронавірусу.

З 2003 по 2012 роки у світі були дві епідемії коронавірусу – SARS та MERS. Але обидві, хоч і були дуже смертельними, не були дуже заразними, тож не стали пандеміями. На початку січня 2020 ніхто не міг припустити, що COVID-19 буде іншим. Але команда Грема вже занурилася в тему перемоги над ним.

Давайте працювати на повну, зробимо вакцину. Я потурбуюсь про гроші, 
– сказав Фаучі.

Якщо все пройде ідеально, вакцина буде готова за 12-18 місяців. Цей прогноз стане першим від Ентоні Фаучі офіційно оголошеним. 10 січня китайські вчені виклали послідовність генетичного коду "вірусної пневмонії з ринку морепродуктів в Ухані". Рано вранці наступного дня, дослідник увімкнув свій ноутбук та вийшов надвір.

На спеціальному сайті, де вчені обмінюються інформацією, він побачив сотні рядків з чотирьох літер – A (аденін), C (цитозін), G (гуанін) і T (тимін).

Отже, звіти були правдою: це дійсно був новий вірус, нове інфекційне захворювання. Він потрапляє в організм через ніс, рот або очі, передається при розмові, чханні або кашлі.

Загадки коронавірусу Мозок під прицілом коронавірусу: сенсаційні дослідження вчених та етична дилема

На поверхні є шипи (тому форма нагадує корону – 24). В організмі, він шукає клітини для вторгнення за допомогою шипу. Спайковий білок S1 закріплюється на поверхні рецептора ACE2. 

Команда починає роботу

Коли новини дійшли до Грема, лише 1 людина померла, 41 заразилася. Це ще не було сенсацією, вартою першої сторінки провідних ЗМІ. Але досвідчений лікар та імунолог вже збирав команду.

Першим він дістався до свого колишнього аспіранта, з яким працював багато років пліч-о-пліч – біофизика Джейсона Маклеллана з Техаського університету. Потім до висхідної зірки – Кіззмекія Корбетт колись стажувалася у Грема підлітком і з 2014 року працювала в його лабораторії. Вивчаючи якраз...коронавіруси. Тож з нуля ніхто не починав, всі мали досвід на цю тему і то чималий.

Грем, Маклеллан та Кіззмекія Корбетт – команда, яка створила вакцину / Графіка USA Today

Всі працювали обережно, але швидко та точно. Поки що на ноутбуках, а не в лабораторіях. мРНК буде сховано у ліпідну (жирову) оболонку, в якої будуть наночастинки для пришвидшення переміщення всередині організму. Введена ззовні, вона спонукатиме організм виробляти білок, схожий на спайковий.

Головне сподівання було, що цей білок запустить вироблення антитіл до SARS-CoV-2. Грем зателефонував в Moderna, щоб укласти ескіз "дорожньої карти". Від команди – генетичний код, від компанії – вакцина та випробування. Останні мали початися за кілька тижнів. Гонка за вакциною почалася, а до США прибув перший хворий на новий коронавірус.

Перший офіційно хворий

35-річний чоловік прибув до Сіетлу 19 січня, він кашляв, але ніколи не бував на ринку морепродуктів (хоча був в Ухані). Після чотирьох днів з симптомами, він зателефонував до невідкладної допомоги. Там провели серію тестів та нічого не знайшли. Мазок з носа був відправлений до офісу контролю та профілактики захворювань в Атланті.

Чоловіку дали маску N95 та наказали "карантинити" вдома. Наступного дня зателефонували – він став першим офіційно підтвердженим хворим на коронавірус в США. CDC наказало розгортатися регіональному медичному центру в Провіденсі. Він керував невідкладною допомогою та мав лікарню поблизу Сіетла.

Оскільки нових протоколів ще не було, використовували той, що був проти Еболи. Лікарі та техніки, які мали контактувати з хворими, носили захисні костюми, каталки мали бульбашку, щоб вірус не поширювався. В лікарні, хворого поклали у окремий закритий бокс "біологічного зберігання" зі спеціальною системою подачі повітря.

Пандемія вільного падіння Падіння в пекло: як пандемія COVID-19 вийшла з-під контролю в Індії

Лікарі оглядали людину за допомогою відеокамери. Він зрештою вилікується від пневмонії. А місцеві служби шукали щонайменше 50 людей, які з ним контактували протягом 5 днів. Нікого хворого не знайшли, тож не було зрозуміло, як саме поширюється ця хвороба. Експерти починають казати, що "коронавіруси зазвичай не настільки заразні без симптомів".

Тим часом Moderna потроху готувалася випробовувати систему на людях. 27 січня призначили відповідальну – докторку Лізу Джексон з госпіталю Кайзер Перманент Вашингтон в Сіетлі. Заради вакцини, вона кинула всю іншу роботу. У той час як спалах в Сіетлі зростав, в лікарні Кайзер Перманент все більше непокоїлися за долю своїх тестів і організували запасний штаб у Атланті, штат Джорджія.

Успіх на півдні Америки

Втім, перевезти вакцину зі складу у штаті Мериленд було дуже складно. Рейсів через столицю Вашингтон вже не було – країна офіційно закривалася. А якщо рідину не тримати в холоді, вона деградує і стане непотрібною.

Кур'єрська служба, яка возить ліки, врешті припинила спроби домогтися літака і самостійно повезла вакцини на південь, запакувавши в сухий лід. Місія була успішно виконана 26 березня. Наступного ранку, Атланта побачила свою першу вакцинацію від коронавірусу. Головним завданням першої фази випробувань було знайти у крові вакцинованих антитіла проти SARS-CoV-2.

Грем згадує, що дізнався про успіх в Атланті 9 травня. Коли вчені взяли антитіла з крові людей – які брали участь у тестах – і додали їх до інфікованих клітин в лабораторії, вірус припинив реплікацію. Реакція була така: "ми очікували появу нейтралізуючих антитіл, але не настільки сильну!". 18 травня перші висновки були оприлюднені у пресрелізі, акції компанії злетіли на 250%!

Через кілька діб, Moderna оголосила про початок Фази 2 вже на 600 добровольцях для встановлення робочої дози. Майже відразу воно було розширене до Фази 3 та 30 тисяч людей. Це сталося 27 липня. Зійшлися на найбільш перспективній дозі з першої фази, бо часу виявляти її ретельно просто не було.

Компанія вважала, що вакцина вже безпечна. Тепер треба було довести, що вона працює.

Гроші на вакцини

Зірка кантрі-музики Доллі Партон передала 1 млн доларів США Університету Вандербільта "щоб знайти ліки від коронавірусу". Очікування були похмурими: без вакцин, 2 млн американців можуть померти. Частину її грошей передали Moderna. Часто на шляху розробки ефективної вакцини стоїть нестача фінансування.

Не всі віруси викликають епідемію – а тим більше пандемію. Нації видихають з полегшею, але вчені втрачають фінансування на свої розробки. А процес передбачає залучення сотень тисяч добровольців та оплату їхньої допомоги у немаленькій сумі (Геллер заплатили 1100 доларів США, наприклад, за першу тестову вакцинацію).

Плюс покриття лікування, якщо здорові люди в результаті заразяться вірусом або це станеться вже після тестів. Фармацевтичні компанії далеко не завжди отримують великий прибуток в кінці, тому створення вакцин – дуже ризиковий та часто збитковий бізнес. А коли вакцини вже є, треба запускати руку в скарбницю.

Оплата подальших досліджень, організація виробництва, закупка доз, їхня доставка, пропаганда вакцинації та створення можливостей для неї. Не перерахувати, на що ще потрібно багато грошей. Міністерство охорони здоров'я США виділило Moderna 483 млн доларів, а пізніше – ще 472 млн.

Інші вакцини у розробці рятували б мільйони життів у світі, маючи таке фінансування. Просто від COVID-19 люди вмирають, а у США померло особливо багато людей. Очікуваний взимку 2021 року прибуток Moderna може скласти 13,2 млрд доларів США.

День, коли все запрацювало 

16 листопада зателефонував бос Грема та сказав: вакцина Pfizer працює! Це постановила Урядова комісія з безпеки даних та моніторингу – єдина установа, якій можна заглядати за лаштунки. Лише вони знали, хто отримав плацебо, а хто – реальну вакцину.

Там завершили перший аналіз 94 добровольців, яким зробили щеплення Pfizer. Вакцина мала бути на 75% ефективною проти коронавірусу. Pfizer був ефективний на більш ніж на 90. Грем поклав слухавку і сказав дружині – вакцина працює, майже ідентична до Moderna. Потім він сів за стіл і заплакав від полегшення. 

Вакцина Moderna на 94% ефективна проти симптоматичного перебігу / Графіка ABC News

Тоді ще не було новин про Moderna. Але одна людина вже знала – головний інфекціоніст Ентоні Фаучі. Йому сказав керівнику комітету з питань захисту даних. Фаучі пообіцяв не розкривати таємницю до 16 листопада. І от Moderna зробила таке саме оголошення: 94% ефективності вакцини. 

Це був момент, ідентичний до успіху Джонаса Солка 12 квітня 1955 року, коли прямо в лекційній залі Університету Мічігану йому повідомили про ефективність вакцини від поліомієліту на 90%. Команда Moderna отримала наукову нагороду – Золоту Гуску –  в грудні.

Вже 17 грудня 2020 року, Moderna подала свою вакцину на сертифікацію до FDA. Лідери компанії доповідали 21 людині з дорадчої ради держоргану. Дозвіл цієї комісії дуже впливає на керівництво Food and Drug Administration у питанні допуску чогось на ринок. Цього разу, всю роботу зробили за 2 з половиною тижні (зазвичай це місяці). 

Там вже погодились пускати вакцини з 50% ефективністю, аби вони були. Якщо на 75%, подальші тести навіть непотрібні. Усі 30 випадків серйозних побічних ефектів були лише у отримувачів плацебо і лише 11 легких – у вакцинованих. Шестеро померли, але по не пов'язаним з вакцинацією причинам. 

Актуально Дельта варіант може змінити світ: чому доля людства залежить від удачі

7 січня 2021 року почали вакцинацію в будинках престарілих у Лос-Анджелесі. Moderna зробила вакцину – менш ніж за рік. Там так всі хвилювалися, що на саму вакцинацію вакцину забули...в холодильнику! Тепер обидва гіганти досліджують вакцини другого покоління (Маклеллан знайшов у лабораторії більш потужний білок, який легше виробляти), де може знадобитися лише одна невелика доза. 

Але битва проти пандемії, зважаючи на варіант Дельта, ще не закінчена. Серед кажанів існують тисячі невідомих штамів, які можуть перестрибнути на людину. Але тепер, вважає Грем, люди набагато краще підготовлені. Але він, як завжди, хоче зупинити пандемію ще до її початку.