Chân dung "nữ anh hùng" đứng sau vaccine Covid-19 tân tiến nhất thế giới: Ngậm đắng nuốt cay 30 năm, bất chấp bệnh tật để biến ước mơ thành sự thật

Ngày 17/1/1955, có một bé gái chào đời ở thị trấn Kisújszállás, một thị trấn nhỏ với vỏn vẹn chỉ 10.000 người thuộc thành phố Szolnok, hạt Jász-Nagykun-Szolnok, miền Trung Hungary. Vùng quê nghèo ấy đã nuôi dưỡng đứa trẻ trở thành một nhà khoa học tài ba nhưng số phận long đong lận đận không cho bà được tỏa sáng, chỉ khi đại dịch Covid-19 ập đến, ngôi sao lẻ loi ấy bỗng lóe lên chiếu rọi rực rỡ trên bầu trời, mang đến tia hy vọng trên khắp hành tinh.

Người phụ nữ ấy chính là Katalin Kariko, nhà khoa học được ví như "anh hùng" đứng sau vaccine Covid-19 tân tiến nhất thế giới.

Tuổi thơ thiếu thốn của cô bé yêu khoa học hơn tất thảy

Katalin Kariko sinh ra trong một gia đình không mấy khá giả ở thị trấn Kisújszállás. Cha của bà là một người bán thịt còn mẹ là một nhân viên kế toán. Gia đình chẳng có ai nghiên cứu về khoa học hay làm bất kỳ thứ gì liên quan đến khoa học nhưng ngay từ khi còn nhỏ Katalin đã có niềm đam mê bất tận với bộ môn sinh học.

Trong cuộc trò chuyện với tờ New York Times thời gian gần đây, Katalin thổ lộ: "Tôi lớn lên trong một gia đình rất đơn giản. Chúng tôi có một ngôi nhà bằng gạch nung với mái ngói đỏ, chẳng có nước máy mà dùng. Trong nhà cũng không có tủ lạnh hoặc ti vi". 

Katalin lớn lên với niềm say mê với khoa học một cách kỳ lạ, đến mức bà có thể say sưa đứng quan sát bố xẻ thịt con lợn trong khi chị gái bà thì bỏ chạy vì sợ. Katalin may mắn có những người thầy tài giỏi và nhiệt huyết để rồi năm lớp 8, bà đạt giải 3 trong cuộc thi học sinh giỏi môn Sinh học toàn quốc. Kể từ cuộc thi đó, bà biết, mình sẽ trở thành một nhà sinh vật học.

Katalin cứ thế tiến lên đại học. Do hoàn cảnh nghèo khó, bà dốc hết tâm lực để giành học bổng Cộng hoà Nhân dân Hungary, học bổng danh giá nhất lúc bấy giờ.

Katalin tiếp tục học lên tiến sĩ tại Đại học Szeged, rồi làm việc tại trung tâm nghiên cứu sinh học của Học viện Khoa học Hungary ở Szeged. Trong giai đoạn nghiên cứu sau đại học, Katalin ấn tượng đặc biệt với phát hiện của các nhà khoa học lúc bấy giờ - một phân tử được gọi là messenger RNA, hay mRNA (RNA thông tin). Đây được xem như định mệnh cuộc đời bà bởi kể từ thời điểm đó, Katalin đã dốc hết sức lực, tiền bạc của cải, đem cả trái tim, khối óc của mình đi tìm vaccine mRNA...

mRNA đóng vai trò là một công cụ truyền thông tin giữa DNA với tế bào. Thông qua mRNA, DNA "hướng dẫn" tế bào thực hiện các hoạt động sinh hóa. Hay nói một cách đơn giản, mRNA có nhiệm vụ nói cho tế bào biết loại protein nào mà nó đang thiếu. Sau khi nhận được thông tin từ mRNA, tế bào bắt đầu "chỉ đạo sản xuất" ra đúng lượng và loại protein mà nó cần để hoạt động.

Nếu ai đó có thể thiết kế ra một loại mRNA của riêng mình và đưa vào tế bào, người đó có thể "chiếm" quyền điều khiển quá trình dịch mã và tạo ra bất kỳ loại protein nào họ muốn (chẳng hạn như kháng nguyên để chủng ngừa bệnh truyền nhiễm, các enzym để đảo ngược một căn bệnh hiếm gặp hoặc các tác nhân tăng trưởng để hàn gắn các mô tim bị tổn thương...).

Trước đây, các nhà khoa học đã dày công nghiên cứu về "sức mạnh vô địch" của mRNA. Họ xem nó như một "cuốn sách công thức" cho hàng nghìn tỷ tế bào của cơ thể. Hiểu nôm na là nếu bạn có thể tổng hợp ra một mRNA nhân tạo và tiêm nó vào cơ thể mình, mỗi tế bào trong cơ thể bạn sau đó cũng sẽ đều trở thành một nhà máy sản xuất thuốc hoặc vaccine đúng như ý muốn.

Chính điều này đã thôi thúc ý muốn tìm hiểu thêm về mRNA trong lòng tiến sĩ Katalin Kariko. Bà tin rằng nếu điều khiển được mRNA, người ta có thể điều khiển được tế bào theo cách chưa ai từng làm được trước đây. Và viễn cảnh tươi sáng nữa là con người có thể dùng mRNA để điều hướng tế bào trong cơ thể tự sản xuất insulin cho bệnh nhân tiểu đường. Nhưng đó là những năm 1970, và điều đó chẳng khác gì một trò đùa. Chẳng ai tin là có thể làm được nhưng Katalin thì vẫn luôn giữ vững một niềm tin.

"Ngày đầu tiên tôi đến phòng thí nghiệm, tôi đã học được thêm nhiều điều về mRNA, nhưng tôi không thể tạo ra mRNA vì không có công cụ nào cho việc đó", Katalin nói.

Và ngay cả khi có thể tìm ra cách để tạo ra nó và đưa vào tế bào, các nhà khoa học cũng không nghĩ rằng nó có thể tồn tại đủ lâu bên trong tế bào để làm bất cứ điều gì có ích. Nhà sinh vật học Sidney Altman, người đoạt giải Nobel cho công trình nghiên cứu về mRNA, cũng thừa nhận rằng ông chưa bao giờ nghĩ rằng mRNA sẽ trở thành một loại thuốc.

Hành trình gian truân đi tìm tiếng nói chung

Năm 1985, khi chương trình nghiên cứu của trường Đại học Szeged không được tài trợ nữa, Katalin rơi vào cảnh thất nghiệp. Bà cùng chồng và con gái 2 tuổi, Susan, chuyển đến Philadelphia (Mỹ) để làm nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại Đại học Temple.

Luật của Hungary thời điểm đó không cho phép người dân mang nhiều tiền ra nước ngoài. Nhưng đi mà không có đồng bạc nào trong người thì không thể xoay xở được, bà và chồng đã nghĩ ra cách giấu 900 bảng Anh, có được nhờ bán chiếc xe của gia đình ngoài chợ đen, vào con gấu bông của con gái. Gia đình 3 người cứ thế chuyển đến Philadelphia.

"Ở nhà, chúng tôi cũng vừa chuyển đến một căn hộ mới. Con gái của chúng tôi mới được 2 tuổi, mọi thứ đang rất tốt và chúng tôi rất hạnh phúc. Nhưng chúng tôi cũng phải đi thôi".

Phía bên kia Đại Tây Dương, nước Mỹ trong "cơn khát chất xám" đã hứa cho Katalin một vị trí nghiên cứu sau tiến sĩ tại Đại học Temple. Đó là tất cả những gì mà gia đình Katalin có thể bám víu. "Ngoài ra, chúng tôi không quen biết ai ở đây cả. Chuyến đi này chúng tôi chỉ có vé một chiều", bà nói. Vậy là khi vừa đến Mỹ với bao khó khăn chồng chất, Katalin cũng may mắn có một công việc với mức thu nhập trung bình 17.000 USD/năm. Bà cảm thấy hài lòng với nó vì ít nhất bà cũng kiếm được tiền trang trải cho gia đình và đặc biệt là được đứng trong phòng thí nghiệm, được theo đuổi đam mê của riêng mình. "Đúng vậy. Chúng tôi không chết đói. Chúng tôi đã có thức ăn", bà nói.

Trong những ngày đầu nghiên cứu về mRNA, Katalin như bắt đầu từ con số không. Ngay cả những nhiệm vụ cơ bản nhất cũng khó khăn, nếu không muốn nói là không thể. Làm thế nào để tạo ra các phân tử mRNA trong phòng thí nghiệm? Làm thế nào để đưa mRNA vào các tế bào của cơ thể?

Thế rồi, năm 1989, bà ký hợp đồng làm việc với Tiến sĩ Elliot Barnathan, khi đó là bác sĩ tim mạch tại Đại học Pennsylvania. Đó là một vị trí cấp thấp, phó giáo sư nghiên cứu, và không có lời hứa về một vị trí lâu dài. Đáng lẽ bà sẽ có chút tiền trợ cấp nhưng thực tế là không.

Katalin và Tiến sĩ Barnathan đã lên kế hoạch chèn mRNA vào các tế bào, khiến chúng tạo ra các protein mới và xem xét thử liệu nó có làm tế bào tạo ra một thứ chưa từng thấy hay không.

"Hầu hết mọi người đều cười nhạo chúng tôi", Tiến sĩ Barnathan nói.

Một ngày định mệnh, hai nhà khoa học chực chờ bên một chiếc máy in trong một căn phòng hẹp ở cuối hành lang dài. Một máy đếm gamma, thứ cần thiết để theo dõi phân tử phóng xạ, được gắn vào máy in. Nó bắt đầu nhả ra dữ liệu. Máy dò của họ đã tìm thấy các protein mới được tạo ra bởi các tế bào. Điều này cho thấy rằng mRNA có thể được sử dụng để chỉ đạo bất kỳ tế bào nào tạo ra bất kỳ loại protein nào theo ý muốn.

"Tôi cảm thấy mình như một vị thần", Tiến sĩ Katalin nhớ lại.

Bà và Tiến sĩ Barnathan đã rất hào hứng với nghiên cứu này. Họ nung nấu ý định sử dụng mRNA để cải thiện mạch máu cho phẫu thuật bắc cầu động mạch vành. Và thậm chí, biết đâu đấy, họ có thể sử dụng quy trình này để kéo dài tuổi thọ của tế bào con người.

Đến đây, bạn sẽ nghĩ Katalin đã có tia hy vọng để đi đến thành công dễ dàng? Không, không đơn giản như thế, liên tiếp nhiều chướng ngại cản đường bà.

Tiến sĩ Barnathan đột ngột quyết định ngừng dự án nghiên cứu với Katalin để nhận một vị trí tại một công ty công nghệ sinh học, và bà bị bỏ lại mà không có phòng thí nghiệm hoặc hỗ trợ tài chính. Bà chỉ có thể ở lại Pennsylvania nếu tìm được một phòng thí nghiệm khác chấp nhận bà. "Họ mong đợi tôi sẽ nghỉ việc", Katalin kể.

Tiến sĩ Langer nói: "Các trường đại học chỉ hỗ trợ những Tiến sĩ trình độ thấp trong một khoảng thời gian giới hạn. Tiến sĩ Kariko "không phải là một nhân vật đáng lưu tâm" và tại thời điểm đó "mRNA chẳng khác gì một ý tưởng viển vông"". Nhưng Tiến sĩ Langer biết bà Katalin từ những ngày ông còn là một bác sĩ nội trú, khi ông làm việc trong phòng thí nghiệm của Tiến sĩ Barnathan. Tiến sĩ Langer kêu gọi trưởng khoa phẫu thuật thần kinh cho nghiên cứu của Katalin một cơ hội. "Ông ấy đã cứu tôi", bà nói.

Còn Tiến sĩ Langer thì cho rằng chính Tiến sĩ Katalin đã kéo ông ra khỏi kiểu suy nghĩ từng hủy diệt rất nhiều nhà khoa học.

Tiến sĩ Langer cho biết: "Các nhà khoa học giỏi nhất cố gắng chứng minh mình sai. Cái đáng khâm phục của Katalin là sẵn sàng chấp nhận thất bại và tiếp tục cố gắng, và khả năng trả lời những câu hỏi mà mọi người không đủ thông minh để hỏi".

Tiến sĩ Langer hy vọng có thể sử dụng mRNA để điều trị cho những bệnh nhân hình thành cục máu đông sau khi phẫu thuật não, thường dẫn đến đột quỵ. Ý tưởng của ông là làm cho các tế bào trong mạch máu tạo ra oxit nitric, một chất làm giãn nở mạch máu, nhưng có chu kỳ bán rã là mili giây. Các bác sĩ không thể chỉ tiêm cho bệnh nhân.

Ông và Tiến sĩ Katalin đã thử mRNA của họ trên các mạch máu cô lập được sử dụng để nghiên cứu đột quỵ. Thí nghiệm đã thất bại. Họ mang theo nỗi buồn thất vọng đến Buffalo, New York, để thử nó trong phòng thí nghiệm với những con thỏ dễ bị đột quỵ. Lại thất bại.

Sau đó, Tiến sĩ Langer quyết định rời bỏ phòng thí nghiệm. Tiến sĩ Katalin lại không có phòng thí nghiệm và không có kinh phí để nghiên cứu.

Mọi thứ trở nên tồi tệ hơn vào năm 1995, Katalin không nhận được tài trợ, không tìm nổi dự án và Đại học Pennsylvania quyết định sa thải bà. Đó là quãng thời gian tồi tệ. Căn phòng Katalin ở bị dột nát trong mỗi cơn mưa chiều tối. Bà lại vừa bị chẩn đoán mắc căn bệnh ung thư trong khi chồng bà ở Hungary không thể đến Mỹ vì vấn đề visa. Công việc dành bao nhiêu thời gian và tâm huyết dường như đang tuột khỏi tầm tay. "Bất cứ ai ở vào hoàn cảnh của tôi khi đó đều sẽ nghĩ đến chuyện buông xuôi. Mọi thứ ập đến quá kinh khủng", Katalin nói. "Tôi đã nghĩ đến chuyện trốn chạy tới một nơi khác, tìm một công việc khác. Tôi cũng tự dằn vặt và nghĩ rằng mình không đủ giỏi, không đủ thông minh", bà nói.

Cuộc trò chuyện bên cạnh chiếc máy photocopy

Năm 1998, Katalin tình cờ gặp Drew Weissman, một nhà khoa học trẻ khác đang nghiên cứu vắc xin HIV chuyển đến Đại học Pennsylvania từ Viện Y tế Quốc gia Mỹ, bên cạnh chiếc máy photocopy. "Tôi đứng bên cạnh chiếc Xerox và nói với anh ấy rằng tôi có thể tạo ra bất cứ mRNA nào mà tôi mong muốn", Katalin nhớ lại.

Dù mắc bệnh ung thư, Katalin vẫn cố gắng duy trì công việc đều đặn hàng ngày, bắt đầu từ 6 giờ sáng. Bà lao đầu vào công việc ngay cả trong ngày cuối tuần và ngày lễ, thậm chí thỉnh thoảng ngủ lại ban đêm trong văn phòng.

Tiến sĩ Katalin và Tiến sĩ Drew Weissman.

"Những người khác nhìn vào sẽ nghĩ tôi thật điên rồ và chật vật, nhưng bản thân tôi thấy mình hạnh phúc khi ở trong phòng thí nghiệm", bà nói. "Chồng tôi ngày nào cũng nói: "Khoa học cứ như trò giải trí cho em vậy". Tôi đáp lại rằng: "Thì em đâu có đi làm, đến phòng thí nghiệm giống như đi chơi hơn".

Trong những giờ khắc nản chí nhất, Katalin đã nghĩ "dù thế nào mình cũng phải tiếp tục công việc".

Weissman hiểu tầm quan trọng của những gì Katalin nói đồng thời bị cuốn hút bởi câu chuyện và niềm đam mê của bà với mRNA. Biết được Katalin đang khó khăn trong việc xin tài trợ, Weissman đã chia sẻ một phần tiền trong phòng thí nghiệm của mình sang cho bà.

Bà Katalin bắt đầu thử nghiệm dùng mRNA trên động vật sống thay vì trên mẫu nuôi cấy. Họ thử nghiệm trên chuột nhưng không thành công.

Câu hỏi đầu tiên đến với Katalin là sao mọi chuyện lại như thế. Trong cơ thể chúng ta, trong cơ thể lũ chuột, trong cơ thể mọi động vật, mRNA vẫn được tạo ra liên tục nhưng chúng ta không hề ốm vì nó. Hẳn bà đã bỏ lỡ thứ gì đó.

"Không ai biết tại sao", Tiến sĩ Weissman nói. "Tất cả những gì chúng tôi biết là những con chuột bị bệnh. Lông chúng xù lên, chúng còng xuống, chúng bỏ ăn, bỏ chạy". Điều đó cho thấy rằng hệ thống miễn dịch nhận ra vi khuẩn xâm nhập bằng cách phát hiện mRNA và phản ứng với tình trạng viêm. Việc tiêm mRNA vào hệ thống miễn dịch giống như một cuộc xâm lược của mầm bệnh.

Sau nhiều thử nghiệm, cuối cùng họ rút ra kết luận là họ cần thay thế phân tử uridine (U) trong chuỗi mRNA ngoại lai bằng phân tử pseudouridine (Ψ). Việc thay thế (Ψ) vào (U) của mẫu mRNA giúp “che giấu” sợi mRNA ngoại lai, giảm đáng kể các phản ứng miễn dịch không mong muốn.

Thế rồi thành công cũng đến, mRNA thực hiện đúng chức năng của nó, hướng dẫn tế bào chuột sinh ra loại protein chỉ định, trong khi không ảnh hưởng đến sức khỏe của vật chủ.

Năm 2005, Katalin và Weissman đã xuất bản một bài báo, nộp một bằng sáng chế và thành lập một công ty công nghệ sinh học để thương mại hóa sản phẩm của mình. Nhưng rốt cuộc, cả cộng đồng khoa học hầu như chẳng ai quan tâm đến sáng chế mới của họ.

Bẵng đi một thời gian, vào năm 2010, khi Derrick Rossi, một giáo sư tại Trường Y Harvard đọc được nghiên cứu 5 năm trước của Katalin. Ngay lập tức, Rossi đã nhận ra đó là một công trình xứng đáng với một giải Nobel.

Tầm nhìn của Rossi được hiện thực hóa vào cùng năm đó, ông đã cùng với một nhóm giáo sư Harvad và MIT lập ra Moderna, một công ty công nghệ sinh học nhắm đến việc sửa đổi mRNA để tạo ra vaccine và thuốc điều trị bệnh.

Năm 2013, nghiên cứu của họ đã thu hút được AstraZeneca, gã dược phẩm khổng lồ của Anh đang tìm kiếm những đột phá mới trong ngành dược. Họ đã quyết định đầu tư 240 triệu USD vào Moderna để tìm kiếm, phát triển và thương mại hóa các phương pháp điều trị mRNA cho các bệnh liên quan đến tim mạch và ung thư.

Cùng năm đó, trong một chuyến công tác đến Đức, Katalin gặp doanh nhân gốc Thổ Nhĩ Kỳ tên là Ugur Sahin, người cũng đã nhìn ra được sự phát triển của lĩnh vực nghiên cứu mRNA. Ông đã thành lập một công ty khởi nghiệp khác tên là BioNTech. Katalin nhận lời Ugur Sahin về làm Phó chủ tịch cấp cao tại BioNTech.

Tại BioNTech, Katalin đã lãnh đạo chương trình nghiên cứu phương pháp thay thế protein mRNA để tạo ra các loại vắc-xin và thuốc chữa bệnh mới. Năm 2017, họ đã đạt được tới thành công khi phát triển được một vaccine mRNA đầu tiên chống lại được virus Zika trên chuột và khỉ.

Thế rồi Covid-19 đến...

Với tất cả nguồn lực và kinh nghiệm sẵn có, Moderna và BioNTech đều hiểu đây là cơ hội để chứng minh với thế giới về sức mạnh của họ và của mRNA.

Moderna chỉ mất 2 ngày sau khi bộ gen SARS-CoV-2 được giải mã để thiết kế ra một loại vaccine chống lại Covid-19. Cùng lúc, Katalin và BioNTech ở Đức cũng đã bắt đầu một chương trình nghiên cứu vaccine và hợp tác với gã dược phẩm khổng lồ Mỹ Pfizer.

Tháng 11 năm 2020, những mũi vaccine Covid-19 đầu tiên của liên doanh Pfizer/BioNTech đã được cấp phép tiêm chủng tại Anh, sau đó là Mỹ và hàng loạt quốc gia khác trên thế giới. Thử nghiệm lâm sàng cho thấy vaccine dựa trên công nghệ mRNA mà Pfizer/BioNTech phát triển có hiệu quả tới hơn 90%.

Katalin là một trong những người có công lớn trong việc phát triển các loại vaccine phòng Covid-19.

Tháng 12 năm 2020, Katalin và Weissman được tiêm loại vaccine do chính mình nghiên cứu. Khoảnh khắc kim tiêm mang theo thứ chất lỏng được gọi là vaccine Covid-19 chảy vào cơ thể Katalin cũng là lúc bà nghẹn ngào nhớ về quãng thời gian đằng đẵng hơn 30 năm. Tất cả những thất bại, mỉa mai, giễu cợt hay từ chối đã giúp bà đạt được đến vinh quang như ngày hôm nay.

"Đúng rồi, tôi đã có chút xúc động. Thường thì tôi không hay xúc động. Tôi luôn là người hoạt bát, nhưng đôi lúc tôi dễ xúc động, đặc biệt là khi tôi thấy hàng dài người đang đứng xếp hàng. Những nhân viên y tế, các y bác sĩ đứng xếp hàng. Họ được tiêm chủng trong căn phòng kế bên. Và khi chúng tôi đi ra hành lang, trưởng khoa phẫu thuật não thông báo, đây là những người phát minh ra loại vaccine này, và một số người bắt đầu vỗ tay. Điều đó khiến tôi xúc động và tôi đã rơi lệ, giống như cảm xúc của tôi bây giờ khi tôi kể chuyện này với bạn", Katalin nói với phóng viên tờ New York Times.

Nguồn: Tổng hợp