Kati Kariko: la científica que ayudó a proteger al mundo del Coronavirus

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La doctora Katalin Kariko, creció en Hungría, hija de un carnicero, decidió que quería ser científica, aunque nunca había conocido a uno. A los veinte años se mudó a los Estados Unidos, sin encontrar un puesto permanente por décadas, aferrada a los márgenes de la academia.

Kariko, de 66 años, conocida por sus colegas como Kati, se ha convertido en una de las personas que ha contribuido al desarrollo de la vacuna contra la Covid-19.

Su trabajo en conjunto con su colaborador cercano, el Dr. Drew Weissman de la Universidad de Pensilvania, sentó las bases para las exitosas vacunas fabricadas por Pfizer-BioNTech y Moderna.

Durante toda su carrera, la Dra. Kariko se ha centrado en el ARN mensajero o ARNm, el guión genético que lleva las instrucciones del AND a la producción de proteínas de cada célula. Estaba convencida de que el ARNm podría usarse para instruir a las células para que produzcan sus propios ‘medicamentos’, incluidas las vacunas.

Pero durante muchos años su carrera en la Universidad de Pensilvania fue frágil. Migró de un laboratorio a otro, confiando siempre en que algún científico de experiencia la acogiera. Nunca ganó más de $60,000 al año.

Para la Dra. Kariko su trabajo lo es todo y le importa poco la fama.

El Dr. Anthony Fauci, director de los Institutos Nacionales de Alergias y Enfermedades Infecciosas, reconoció el trabajo del Dr. Kariko: "Ella estaba, en un sentido positivo, un poco obsesionada con el concepto de ARN mensajero", dijo.

La lucha de la Dra. Kariko por mantenerse a flote en el mundo académico suena familiar a los científicos. Necesitaba subvenciones para perseguir ideas que parecían locas y fantasiosas; pero no las consiguió, incluso cuando estas ayudas se otorgaban a investigaciones insignificantes.

"Cuando su idea va en contra de la sabiduría convencional que tiene sentido para la élite científica, es muy difícil escapar", dijo el Dr. David Langer, un neurocirujano que ha trabajado con la Dra. Kariko.

Las ideas de. Kariko sobre el ARNm eran definitivamente poco ortodoxas, pero cada vez más, también parecen haber sido proféticas.

"Será algo transformador", dijo el Dr. Fauci sobre la investigación del ARNm. “Ya se está viendo un cambio en relación a las vacunas contra la Covid-19, pero también para otras vacunas. VIH. - la gente en el campo ya está emocionada, influenza, malaria".

 "Me sentí como un dios"

Para la Dra. Kariko, la mayoría de los días eran en el laboratorio. “No vas a trabajar, te vas a divertir”, solía decirle su esposo, Bela Francia, gerente de un complejo de apartamentos, mientras regresaba corriendo a la oficina las tardes y los fines de semana. Una vez calculó que sus interminables jornadas laborales significaban que ganaba alrededor de un dólar la hora.

Para muchos científicos, a un nuevo descubrimiento le sigue un plan para ganar dinero, formar una empresa y obtener una patente; pero no para la Dra. Kariko. "Eso es lo más alejado de la mente de Kate", dijo el Dr. Langer.

Creció en la pequeña ciudad húngara de Kisujszallas. Obtuvo un doctorado en la Universidad de Szeged y trabajó como becario postdoctoral en Centro de Investigación Biológica de la misma universidad.

En 1985, cuando el programa de investigación de la universidad se quedó sin dinero, la Dra. Kariko, su esposo y su hija de 2 años, Susan, se mudaron a Filadelfia para trabajar como estudiante postdoctoral en la Universidad de Temple. Debido a que el gobierno húngaro solo les permitió sacar $100 del país, ella y su esposo cosieron £900 (aproximadamente $1246 de hoy) en el osito de peluche de Susan. (Susan creció hasta convertirse en dos veces ganadora de la medalla de oro olímpica en remo).

Cuando la Dra. Kariko comenzó, eran los primeros días en el campo del ARNm. Incluso las tareas más básicas eran difíciles, si no imposibles. ¿Cómo se fabrican moléculas de ARN en un laboratorio? ¿Cómo se introduce el ARNm en las células del cuerpo?

En 1989, consiguió un trabajo con el Dr. Elliot Barnathan, entonces cardiólogo en la Universidad de Pensilvania. Era un puesto de bajo nivel, profesor asistente de investigación, que no le permitía la obtención de un puesto permanente. Se suponía que debía recibir el apoyo de una subvención, pero esto no ocurrió.

Ella y el Dr. Barnathan planearon insertar ARNm en las células, induciéndolas a producir nuevas proteínas. En uno de los primeros experimentos, esperaban usar la estrategia para instruir a las células para que produjeran una proteína llamada receptor de uroquinasa. Si el experimento funcionaba, detectarían la nueva proteína con una molécula radiactiva que sería atraída hacia el receptor.

 “La mayoría de la gente se rió de nosotros”, dijo el Dr. Barnathan.

Un fatídico día, los dos científicos se cernieron sobre una impresora de matriz de puntos en una habitación estrecha al final de un largo pasillo. Se adjuntó a la impresora un contador gamma, necesario para rastrear la molécula radiactiva. Y comenzó a arrojar datos.

Su detector había encontrado nuevas proteínas producidas por células que se suponía que nunca las producirían, lo que sugiere que el ARNm podría usarse para dirigir cualquier célula a que produzca cualquier proteína, a voluntad.

“Me sentí como un dios”, recuerda la Dra. Kariko.

Ella y el Dr. Barnathan estaban llenos de ideas. Quizás podrían usar ARNm para mejorar los vasos sanguíneos para la cirugía de derivación cardíaca. Quizás incluso podrían usar el procedimiento para extender la vida útil de las células humanas.

Sin embargo, el Dr. Barnathan pronto dejó la universidad y aceptó un puesto en una empresa de biotecnología, y el Dra. Kariko se quedó sin laboratorio ni apoyo financiero. Solo podía quedarse en Penn si encontraba otro laboratorio para aceptarla. "Ellos esperaban que renunciara", dijo.

Las universidades solo apoyan a los doctores de bajo nivel durante un período de tiempo limitado, dijo el Dr. Langer: "Si no obtienen una subvención, los dejan ir". La Dra. Kariko "no era una gran escritora de subvenciones", y en ese momento "el ARNm era solamente una idea", dijo.

Pero el Dr. Langer conocía a la Dra. Kariko de sus días como médico residente, cuando trabajaba en el laboratorio del Dr. Barnathan. El Dr. Langer instó al jefe del departamento de neurocirugía a que le diera una oportunidad a la investigación del Dra. Kariko.

"Él me salvó"

Pero el Dr. Langer cree que fue la Dra. Kariko quien lo salvó del tipo de pensamiento que condena a tantos científicos.

Trabajando con ella, se dio cuenta de que una clave para la comprensión científica real es diseñar experimentos que siempre te digan algo, incluso si es algo que no quieres escuchar. Los datos cruciales a menudo provienen del control, aprendió, la parte del experimento que involucra una sustancia ficticia para comparar.

"Hay una tendencia cuando los científicos están buscando datos para tratar de validar su propia idea", dijo el Dr. Langer.

“Los mejores científicos intentan demostrar que están equivocados. El genio de Kate fue la voluntad de aceptar el fracaso y seguir intentándolo, y su capacidad para responder preguntas que la gente no era lo suficientemente inteligente para hacer".

El Dr. Langer esperaba usar ARNm para tratar a pacientes que desarrollaban coágulos de sangre después de una cirugía cerebral, que a menudo resultaban en accidentes cerebrovasculares. Su idea era conseguir que las células de los vasos sanguíneos produjeran óxido nítrico, una sustancia que dilata los vasos sanguíneos, pero que tiene una vida media de milisegundos. Los médicos no pueden simplemente inyectarlo a los pacientes.

Él y la Dra. Kariko probaron su ARNm en vasos sanguíneos aislados utilizados para estudiar los accidentes cerebrovasculares. Falló. Caminaron penosamente por la nieve en Buffalo, Nueva York, para probarlo en un laboratorio con conejos propensos a sufrir accidentes cerebrovasculares. Fracasó de nuevo.

Y luego el Dr. Langer dejó la universidad y el director del departamento dijo que él también se iba. La Dra. Kariko nuevamente estaba sin laboratorio y sin fondos para la investigación.

Una reunión en una fotocopiadora cambió el destino de la doctora. El Dr. Weissman pasó por allí y la Dra. Kariko no dudó en entablar conversación. “Dije: 'Soy un científico de ARN, puedo hacer cualquier cosa con ARNm'”, recordó la Dra. Kariko.

El Dr. Weissman le dijo que quería hacer una vacuna contra el VIH. “Dije: 'Sí, sí, puedo hacerlo'”, contó la científica.

A pesar de su valentía, su investigación sobre el ARNm se había estancado. Ella podía producir moléculas de ARNm que instruyeran a las células en placas de Petri a producir la proteína de su elección. Pero el ARNm no funcionó en ratones vivos.

"Nadie sabía por qué", dijo el Dr. Weissman. “Todo lo que sabíamos era que los ratones se enfermaron. Su pelaje se encrespó, se encorvaron, dejaron de comer, dejaron de correr ".

Resultó que el sistema inmunológico reconoce los microbios invasores al detectar su ARNm y responder con inflamación. Las inyecciones de ARNm de los científicos le parecieron al sistema inmunológico una invasión de patógenos.

Pero con esa respuesta vino otro acertijo. Cada célula del cuerpo de cada persona produce ARNm y el sistema inmunológico no reacciona. "¿Por qué el ARNm que hice es diferente?" Se preguntó la Dra. Kariko.

Un control en un experimento finalmente proporcionó una pista. El Dr. Kariko y el Dr. Weissman notaron que su ARNm causaba una reacción inmune exagerada. Pero las moléculas de control, otra forma de ARN en el cuerpo humano, el llamado ARN de transferencia o ARNt, no lo hicieron.

Una molécula llamada pseudouridina en el ARNt le permitió evadir la respuesta inmune. Resultó que el ARNm humano natural también contiene la molécula.

Añadida al ARNm elaborado por el Dr. Kariko y el Dr. Weissman, la molécula hizo lo mismo, y también hizo que el ARNm fuera mucho más poderoso, dirigiendo la síntesis de 10 veces más proteína en cada célula.

La idea de que agregar pseudouridina al ARNm lo protegía del sistema inmunológico del cuerpo fue un descubrimiento científico básico con una amplia gama de aplicaciones. Significaba que el ARNm podría usarse para alterar las funciones de las células sin provocar un ataque al sistema inmunológico.

"Ambos comenzamos a escribir para solicitor subvenciones", dijo el Dr. Weissman. “No obtuvimos la mayoría de ellos. La gente no estaba interesada en el ARNm. Las personas que revisaron las solicitudes de subvenciones dijeron que el ARNm no será un buen terapéutico, así que no se moleste".

Las principales revistas científicas rechazaron su trabajo. Cuando finalmente se publicó la investigación, en Immunity, recibió poca atención.

El Dr. Weissman y el Dr. Kariko luego demostraron que podían inducir a un animal, un mono, a producir una proteína que habían seleccionado. En este caso, inyectaron a los monos ARNm para eritropoyetina, una proteína que estimula al cuerpo a producir glóbulos rojos y los recuentos de glóbulos rojos de los animales se dispararon.

Los científicos pensaron que se podría usar el mismo método para impulsar al cuerpo a producir cualquier fármaco proteico, como insulina u otras hormonas, o algunos de los nuevos fármacos para la diabetes.

Fundamentalmente, el ARNm también podría usarse para fabricar vacunas como ninguna otra antes vista.

En lugar de inyectar una parte de un virus en el cuerpo, los médicos podrían inyectar ARNm que instruiría a las células a crear brevemente esa parte del virus.

“Hablamos con compañías farmacéuticas y capitalistas de riesgo. A nadie le importaba ”, dijo el Dr. Weissman. "Gritábamos mucho, pero nadie escuchaba".

Sin embargo, al final, dos empresas de biotecnología se dieron cuenta del trabajo: Moderna, en Estados Unidos, y BioNTech, en Alemania. Pfizer se asoció con BioNTech y ahora los dos ayudan a financiar el laboratorio del Dr. Weissman.

"Oh, funciona"

Pronto se pusieron en marcha ensayos clínicos de una vacuna de ARNm contra la influenza y se hicieron esfuerzos para crear nuevas vacunas contra el citomegalovirus y el virus Zika, entre otros. Luego vino el Coronavirus.

Los investigadores sabían desde hace 20 años que la característica crucial de cualquier coronavirus es la proteína de pico que se encuentra en su superficie, lo que permite que el virus se inyecte en las células humanas. Era un objetivo ambicioso para una vacuna de ARNm.

Los científicos chinos publicaron la secuencia genética del virus que afectaba Wuhan en enero de 2020, y los investigadores de todo el mundo se pusieron a trabajar. BioNTech diseñó su vacuna de ARNm en horas; Moderna lo diseñó en dos días.

La idea de ambas vacunas era introducir ARNm en el cuerpo que instruiría brevemente a las células humanas a producir la proteína de pico del coronavirus.

El sistema inmunológico vería la proteína, la reconocería como extraterrestre y aprendería a atacar el coronavirus si alguna vez aparecía en el cuerpo.

Sin embargo, las vacunas necesitaban una burbuja de lípidos para encerrar el ARNm y llevarlo a las células a las que entraría. La solución llegó rápidamente, basada en 25 años de trabajo de varios científicos, incluido Pieter Cullis de la Universidad de Columbia Británica.

Los científicos también necesitaban aislar la proteína del pico del virus de la abundancia de datos genéticos proporcionados por investigadores chinos. El Dr. Barney Graham, de los Institutos Nacionales de Salud, y Jason McClellan, de la Universidad de Texas en Austin, resolvieron ese problema en poco tiempo.

Probar las vacunas diseñadas rápidamente requirió un esfuerzo monumental por parte de las empresas y los Institutos Nacionales de Salud. Pero la Dra. Kariko no tuvo dudas.

El 8 de noviembre, llegaron los primeros resultados del estudio Pfizer-BioNTech, que muestran que la vacuna de ARNm ofrece una poderosa inmunidad al nuevo virus. La Dra. Kariko se volvió hacia su esposo. "Oh, funciona", dijo. "Ya me lo imaginaba."

Para celebrar, se comió una caja entera de cacahuetes cubiertos de chocolate Goobers, cuenta. El Dr. Weissman celebró con su familia, ordenando la cena para llevar de un restaurante italiano, "con vino", dijo. En el fondo, estaba asombrado.

“Mi sueño siempre fue que desarrolláramos algo en el laboratorio que ayudara a las personas”, dijo el Dr. Weissman. "He satisfecho el sueño de mi vida".

La Dra. Kariko y el Dr. Weissman fueron vacunados el 18 de diciembre en la Universidad de Pennsylvania. Sus vacunas se convirtieron en un evento de prensa, y cuando las cámaras destellaron, comenzó a sentirse inusualmente abrumada.

Un administrador superior les dijo a los médicos y enfermeras que se disponían a recibir las inyecciones, que los científicos cuya investigación había hecho posible la vacuna estaban presentes y todos aplaudieron. La Dra. Kariko lloró.

Las cosas podrían haber ido de manera tan diferente, para los científicos y para el mundo, dijo el Dr. Langer. “Probablemente haya muchas personas como ella que fracasaron”, dijo.