Katalin Karikó

1.1. Xuất thân và gia đình

Katalin Karikó sinh ngày 17 tháng 1 năm 1955 tại Szolnok, Hungary. Bà lớn lên tại Kisújszállás, một thị trấn nhỏ ở miền Trung Đông Hungary, trong một ngôi nhà đơn sơ không có nước máy, tủ lạnh hay tivi. Cha bà, János, là một người bán thịt, và mẹ bà là một kế toán. Cha bà từng bị trừng phạt vì tham gia Cách mạng Hungary năm 1956.

1.2. Giáo dục ban đầu và sự quan tâm đến khoa học

Trong những năm học tiểu học, Karikó đã thể hiện xuất sắc trong các môn khoa học, giành vị trí thứ ba trong một cuộc thi sinh học cấp quốc gia ở Hungary. Tại trường trung học Móricz Zsigmond Református Gimnázium, bà được trao giải György Jermy đầu tiên dành cho học sinh xuất sắc nhất môn sinh học. Niềm đam mê khoa học của bà bắt đầu từ sự tò mò về "những gì bên trong động vật" và việc nuôi gà từ khi còn nhỏ.

1.3. Học vấn đại học và sau đại học

Năm 1973, bà nhập học Đại học József Attila (nay là Đại học Szeged) tại Szeged, tốt nghiệp năm 1978 với bằng Cử nhân sinh học. Từ năm 1975 đến 1978, bà nhận được "Học bổng Cộng hòa Nhân dân". Bà hoàn thành bằng Tiến sĩ hóa sinh vào năm 1982 tại Đại học Szeged, thực hiện nghiên cứu tiến sĩ tại Trung tâm Nghiên cứu Sinh học Szeged dưới sự hướng dẫn của nhà hóa học hữu cơ Jenő Tomasz. Mối quan tâm của bà đối với mRNA trong việc nhận diện và tiêu diệt ung thư bắt đầu từ một bài giảng tại Đại học Szeged vào năm 1976. Từ năm 1978 đến 1985, bà bị liệt kê là tài sản tình báo của Cảnh sát mật Hungary theo chủ nghĩa Cộng sản, một tình huống mà bà khẳng định mình bị ép buộc và không chủ động cung cấp thông tin. Sau đó, bà tiếp tục nghiên cứu sau tiến sĩ tại Viện Hóa sinh, Trung tâm Nghiên cứu Sinh học (BRC) của Hungary.

2.1. Sự nghiệp ban đầu tại Hungary và di cư sang Hoa Kỳ

Năm 1985, phòng thí nghiệm của Karikó tại BRC bị cắt giảm tài trợ do nền kinh tế suy yếu của Cộng hòa Nhân dân Hungary, vốn đang đối mặt với nợ nước ngoài và hạn chế trao đổi học thuật quốc tế. Vào đúng ngày sinh nhật thứ 30 của bà, 17 tháng 1 năm 1985, Karikó bị sa thải. Tìm kiếm cơ hội ở nước ngoài, bà đã viết thư cho các giáo sư ở các nước phương Tây và nhận được lời mời làm nghiên cứu sinh sau tiến sĩ từ Robert J. Suhadolnik tại Đại học Temple ở Philadelphia. Bà rời Hungary đến Hoa Kỳ cùng chồng, Béla Francia, và con gái hai tuổi, Susan. Toàn bộ số tiền tiết kiệm của họ, khoảng 900 GBP từ việc bán chiếc xe hơi, được giấu trong chú gấu bông của con gái, vì chính phủ cộng sản Hungary cấm mang quá 100 USD ra khỏi đất nước. Họ đã đổi tiền trên chợ đen. Không có người thân hay sự hỗ trợ nào ở Mỹ, số tiền này đã giúp họ trang trải cho đến khi bà nhận được khoản lương đầu tiên sau 30 ngày. Chồng bà, một kỹ sư, đã nhận công việc dọn dẹp để hỗ trợ nghiên cứu của bà. Ban đầu, bà thấy môi trường phòng thí nghiệm ở Mỹ khắc nghiệt hơn so với Szeged, và mức sống cũng thấp hơn.

2.2. Nghiên cứu tại Đại học Pennsylvania

Từ năm 1985 đến 1988, Karikó là nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại Đại học Temple, nơi bà tham gia một thử nghiệm lâm sàng điều trị bệnh nhân AIDS, các bệnh về huyết học và hội chứng mệt mỏi mãn tính bằng RNA chuỗi kép (dsRNA), một nghiên cứu đột phá trong việc hiểu cơ chế cảm ứng interferon. Năm 1988, bà chấp nhận một vị trí tại Đại học Johns Hopkins mà không thông báo cho cố vấn của mình, Suhadolnik. Suhadolnik đã đe dọa trục xuất bà và báo cáo bà với cơ quan nhập cư Hoa Kỳ, tuyên bố bà đang ở Mỹ "bất hợp pháp". Đại học Johns Hopkins đã rút lại lời mời làm việc trong thời gian bà thành công trong việc kháng cáo lệnh trục xuất. Suhadolnik tiếp tục nói xấu Karikó, khiến bà khó có được vị trí mới ở các tổ chức khác cho đến khi bà gặp một nhà nghiên cứu tại Bệnh viện Hải quân Bethesda. Từ năm 1988 đến 1989, bà làm việc tại Đại học Khoa học Y tế Dịch vụ Đồng phục ở Bethesda, Maryland, nghiên cứu về các protein tín hiệu interferon và sinh học phân tử.

Năm 1989, bà được Đại học Pennsylvania thuê để làm việc với bác sĩ tim mạch Elliot Barnathan về mRNA. Năm 1990, khi còn là phó giáo sư trợ giảng tại Trường Y Perelman của Đại học Pennsylvania, Karikó đã nộp đơn xin tài trợ đầu tiên, trong đó bà đề xuất thành lập liệu pháp gen dựa trên mRNA. Kể từ đó, liệu pháp dựa trên mRNA đã trở thành mối quan tâm nghiên cứu chính của Karikó. Tuy nhiên, vào những năm 1990, mRNA không còn được ưa chuộng khi nhiều nhà nghiên cứu, công ty công nghệ sinh học và dược phẩm nghi ngờ tiềm năng của nó. Mặc dù được Elliot Barnathan (người rời UPenn vào năm 1997) và David Langer (người sau đó đã thuê bà) ủng hộ, Karikó gặp khó khăn trong việc tìm kiếm tài trợ. Bà ban đầu đang trên đà trở thành giáo sư chính thức, nhưng sau nhiều lần bị từ chối tài trợ, trường đại học đã giáng chức bà vào năm 1995. Bà đã chọn ở lại và tiếp tục nghiên cứu mRNA của mình, ngay cả khi bà phải đối mặt với chẩn đoán ung thư và chồng bà bị mắc kẹt ở Hungary do vấn đề thị thực. Sự kiên trì của bà được ghi nhận là đặc biệt so với các điều kiện làm việc nghiên cứu học thuật thông thường. Bà sau đó đã nói rằng cuộc sống nghiên cứu của bà tại Penn chỉ ổn định trong hai năm.

2.3. Hợp tác với Drew Weissman

Năm 1997, Karikó gặp Drew Weissman, một giáo sư miễn dịch học vừa đến Đại học Pennsylvania. Sự hợp tác của họ bắt đầu một cách ngẫu nhiên khi họ gặp nhau tại một máy photocopy trong tòa nhà nghiên cứu vào năm 1998. Nguồn tài trợ của Weissman rất quan trọng, và sự kết hợp giữa chuyên môn miễn dịch học của ông và kiến thức hóa sinh của Karikó đã chứng tỏ hiệu quả cao. Họ đã cùng nhau vượt qua mọi khó khăn để phát triển công nghệ của mình và giành được sự công nhận.

2.4. Phát triển công nghệ mRNA

Trước năm 2005, một vấn đề lớn với việc sử dụng mRNA trong điều trị là việc sử dụng in vivo (trong cơ thể sống) gây ra các phản ứng viêm. Một bước đột phá quan trọng đã đến khi Karikó tập trung vào lý do tại sao RNA vận chuyển (tRNA), được sử dụng làm đối chứng trong một thí nghiệm, không gây ra phản ứng miễn dịch tương tự như mRNA. Một loạt các nghiên cứu mang tính bước ngoặt bắt đầu từ năm 2005 đã chứng minh rằng trong khi mRNA tổng hợp gây viêm mạnh, tRNA lại không gây viêm. Karikó và Weissman đã xác định cách các sửa đổi nucleoside cụ thể trong mRNA, đặc biệt là việc thay thế uridine bằng pseudouridine, dẫn đến giảm phản ứng miễn dịch. Phát hiện quan trọng này đã bị các tạp chí danh tiếng như Nature và Science từ chối, nhưng cuối cùng đã được chấp nhận và xuất bản trên tạp chí Immunity.

Năm 2008, họ tiếp tục phát triển công nghệ bằng cách phát hiện ra rằng việc sửa đổi pseudouridine làm tăng đáng kể hiệu quả sản xuất protein. Sau đó, vào năm 2012, họ đã phát triển methylpseudouridine, giúp sản xuất protein hiệu quả hơn nữa và là công nghệ được sử dụng trong các loại vắc-xin COVID-19 hiện nay. Đại học Pennsylvania đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế cho phương pháp của họ, được gọi là "kỹ thuật Karikó-Weissman", với bằng sáng chế đầu tiên được cấp vào năm 2012. Mặc dù Karikó ban đầu không muốn cấp bằng sáng chế cho phương pháp của mình, nhưng trường đại học đã nhấn mạnh rằng nếu không có bằng sáng chế, sẽ không có ai phát triển hoặc đầu tư vào công nghệ này.

2.5. Làm việc tại BioNTech

Từ năm 2006 đến 2013, Karikó là đồng sáng lập và Giám đốc điều hành của RNARx, một công ty nhỏ mà bà thành lập cùng Weissman. Họ đã nhận được khoản tài trợ 1.00 M USD từ Viện Y tế Quốc gia Hoa Kỳ (NIH), mà Karikó mô tả là khoản tài trợ "đầu tiên và cuối cùng" của bà. Tuy nhiên, Đại học Pennsylvania tiếp tục đối xử tệ bạc với bà, giáng chức bà xuống vị trí phó giáo sư trợ giảng vào năm 2009. Năm 2008 và 2010, Đại học Pennsylvania đã bán giấy phép độc quyền và bằng sáng chế cho nghiên cứu của Karikó và Weissman cho Gary Dahl, người đứng đầu Cellscript, một công ty cung cấp phòng thí nghiệm.

Đầu năm 2013, sau khi biết về thỏa thuận trị giá 240.00 M USD của Moderna với AstraZeneca để phát triển mRNA và nhận ra rằng bà không có tương lai tại Đại học Pennsylvania, Karikó đã chấp nhận lời đề nghị trở thành Phó chủ tịch tại BioNTech RNA Pharmaceuticals ở Đức. Khi bà thông báo cho Penn về việc mình ra đi, bà được cho là đã bị chế giễu, với các quan chức trường đại học nhận xét rằng BioNTech thậm chí còn không có một trang web chính thức. Chồng bà vẫn ở Philadelphia trong khi bà chuyển đến Đức, đi lại giữa hai quốc gia. BioNTech, được thành lập bởi các nhà nghiên cứu người Thổ Nhĩ Kỳ-Đức và Áo, đã mua các bằng sáng chế liên quan và nhận ra tiềm năng trong công việc của bà. Việc bà gia nhập đã nâng cao đáng kể khả năng nghiên cứu của BioNTech. Năm 2017, Karikó, BioNTech và các nhà nghiên cứu khác tại Penn đã chứng minh rằng vắc-xin mRNA có thể bảo vệ chuột và khỉ khỏi virus Zika. Bà được thăng chức Phó chủ tịch cấp cao vào năm 2019. Năm 2022, bà rời BioNTech để dành nhiều thời gian hơn cho nghiên cứu. Tính đến tháng 10 năm 2023, bà là giáo sư tại Đại học Szeged ở Hungary.

3.1. Sửa đổi nucleoside và giảm phản ứng miễn dịch

Công trình đột phá của Karikó, được đồng khám phá với Drew Weissman, liên quan đến việc sửa đổi hóa học các nucleoside trong mRNA, cụ thể là thay thế uridine bằng pseudouridine. Phát hiện này rất quan trọng vì nó cho phép đưa mRNA vào tế bào mà không gây ra phản ứng miễn dịch viêm mạnh, điều mà trước đây đã cản trở ứng dụng điều trị của nó. Sự sửa đổi này đã giúp mRNA truyền đạt các hướng dẫn di truyền để sản xuất protein một cách hiệu quả.

3.2. Công nghệ hạt nano lipid

Một thành tựu quan trọng khác là việc phát triển một kỹ thuật phân phối tinh vi để đóng gói phân tử mRNA mong manh bên trong các giọt chất béo nhỏ, được gọi là hạt nano lipid. Những hạt nano này bảo vệ mRNA cho đến khi nó tiếp cận các tế bào đích trong cơ thể, đảm bảo việc phân phối hiệu quả và an toàn cho các mục đích điều trị. Họ đã chứng minh hiệu quả của hệ thống này trên động vật.

3.3. Ứng dụng trị liệu của mRNA

Nghiên cứu của Karikó có ý nghĩa rộng lớn, có khả năng dẫn đến một "lớp thuốc mới". Ngoài vắc-xin, công nghệ mRNA còn hứa hẹn nhiều ứng dụng điều trị khác nhau, bao gồm tạo ra tế bào gốc vạn năng và liệu pháp gen. Nó có tiềm năng ứng dụng trong điều trị ung thư, các bệnh tim mạch, các bệnh chuyển hóa và các tình trạng như thiếu máu cục bộ. Tuy nhiên, một đánh giá vào tháng 5 năm 2024 đã báo cáo rằng trong trường hợp vắc-xin u hắc tố, việc đưa 100% methylpseudouridine vào đã dẫn đến sự phát triển và di căn của ung thư so với vắc-xin mRNA không biến đổi, nhấn mạnh sự cần thiết của việc tiếp tục nghiên cứu về các tác động chính xác của những sửa đổi này.

3.4. Vai trò trong vaccine COVID-19

Công nghệ dựa trên mRNA do Karikó và Weissman phát triển đã tạo thành nền tảng cho các loại vắc-xin COVID-19 hiệu quả cao và được phát triển nhanh chóng, đáng chú ý là những loại do Pfizer-BioNTech (Comirnaty) và Moderna sản xuất. Nghiên cứu của họ đã cho phép hoàn thành thiết kế vắc-xin cơ bản chỉ hai ngày sau khi bộ gen của virus SARS-CoV-2 được giải mã vào ngày 13 tháng 1 năm 2020, với các thử nghiệm lâm sàng bắt đầu sớm nhất là vào ngày 16 tháng 3 năm 2020. Tốc độ chưa từng có này và hiệu quả hơn 90% của vắc-xin là rất quan trọng trong cuộc chiến chống lại Đại dịch COVID-19 toàn cầu.

4.1. Giải Nobel Sinh lý học và Y khoa năm 2023

Vào ngày 2 tháng 10 năm 2023, Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển đã công bố rằng Katalin Karikó và Drew Weissman được trao Giải Nobel Sinh lý học và Y khoa năm 2023 "cho những khám phá của họ liên quan đến các sửa đổi cơ sở nucleoside, cho phép phát triển các loại vắc-xin mRNA hiệu quả chống lại COVID-19". Giải thưởng danh giá này đã công nhận công trình tiên phong và có ý nghĩa toàn cầu của họ, đặt nền móng cho một kỷ nguyên mới trong phát triển vắc-xin. Vào ngày 16 tháng 4 năm 2024, Karikó đã quyên góp hơn 500.00 K USD mà bà nhận được từ Giải Nobel cho trường cũ của mình, Đại học Szeged, nhấn mạnh rằng "các giải thưởng nhằm mục đích thu hút sự chú ý đến khoa học".

4.2. Các giải thưởng và vinh danh quan trọng khác

Karikó đã nhận được hơn 130 giải thưởng và vinh danh quốc tế cho công trình đột phá của mình. Một số công nhận đáng chú ý khác bao gồm:

• 2020:** Nhân vật Truyền thông của Năm, Giải Rosenstiel.
• 2021:** Huy chương Wilhelm Exner, Giải thưởng Hoàng tử xứ Asturias về Nghiên cứu Kỹ thuật và Khoa học (đồng nhận), Giải Széchenyi (giải thưởng cấp nhà nước cao nhất của Hungary về khoa học), Giải Semmelweis, Giải Vì Nhân phẩm, Giải Louisa Gross Horwitz, Giải Trung tâm Y tế Albany, Giải Khoa học Y tế Keio, Giải Nghiên cứu Y học Lâm sàng Lasker-DeBakey, Giải Nghiên cứu Y sinh Quốc tế Paul Janssen, Giải William B. Coley, Đại huy chương của Viện Hàn lâm Khoa học Pháp, Giải Prince Mahidol, Giải của Hiệp hội Miễn dịch học Đức, Giải BBVA Foundation Frontiers of Knowledge, Giải Meyenburg, Giải Harvey, Anh hùng của năm của Tạp chí Time, và được vinh danh là một trong 100 người có ảnh hưởng nhất của Time. Bà cũng nhận bằng tiến sĩ danh dự từ Đại học Duke và Đại học Szeged, và được phong làm Công dân Danh dự của Kisújszállás, hạt Csongrád-Csanád, và Szeged. Tiểu hành tinh 166028 Karikókatalin được đặt tên để vinh danh bà.
• 2022:** Giải Vilcek về Sự xuất sắc, Giải Đột phá Khoa học Đời sống, Giải Paul Ehrlich & Ludwig Darmstaedter, Giải Pearl Meister Greengard, Giải L'Oréal-UNESCO dành cho Phụ nữ trong Khoa học, Huy chương Benjamin Franklin, Giải Louis-Jeantet, Huy chương Helmholtz, Huy chương Jessie Stevenson Kovalenko, Giải thưởng Nhật Bản, Giải Quốc tế Gairdner, Giải Quỹ Warren Alpert, Giải Tang về Khoa học Dược phẩm Sinh học (đồng nhận cho vắc-xin mRNA COVID-19), và Giải Nhà phát minh Châu Âu.
• 2023:** Được vinh danh vào Đại sảnh Danh vọng Nhà phát minh Quốc gia.
• 2024:** Huy chương Vàng Paul Karrer. Bà cũng được vinh danh trong danh sách 100 người có ảnh hưởng nhất trong lĩnh vực y tế của Time và được đưa vào danh sách "100 Phụ nữ" của BBC.

5.1. Gia đình và con cái

Katalin Karikó kết hôn với Béla Francia, một kỹ sư, người đã hỗ trợ nghiên cứu của bà bằng cách nhận công việc dọn dẹp sau khi họ chuyển đến Mỹ. Họ có một con gái, Susan Francia (tên tiếng Hungary là Zsuzsanna Francia), sinh ra ở Szeged, Hungary, và chuyển đến Mỹ khi mới hai tuổi. Susan Francia là một vận động viên đua thuyền rất thành công, đã giành được hai huy chương vàng Thế vận hội Mùa hè cho đội đua thuyền của Mỹ ở nội dung thuyền tám nữ tại Thế vận hội Mùa hè 2008 ở Bắc Kinh và Thế vận hội Mùa hè 2012 ở Luân Đôn. Cháu trai của Karikó chào đời tại Hoa Kỳ vào tháng 2 năm 2021, là con của Susan và con rể bà, kiến trúc sư Ryan Amos. Mẹ của Karikó đã qua đời vào năm 2018.

6.1. Sự công nhận của công chúng và các phương tiện truyền thông

Sự nghiệp của bà đã nhận được sự chú ý đáng kể từ công chúng và truyền thông, đặc biệt sau thành công của các loại vắc-xin mRNA. Tờ The New York Times đã giới thiệu công trình của bà vào tháng 4 năm 2021, và podcast The Daily của họ đã nhấn mạnh nhiều thách thức mà bà đã vượt qua. Tháng 11 năm 2021, tạp chí Glamour đã vinh danh bà là Phụ nữ của năm. Bà cũng được công nhận trong danh sách "100 người có ảnh hưởng nhất" của tạp chí Time vào năm 2021 và là một trong "Những anh hùng của năm" của Time vào năm 2021 vì những đóng góp của bà cho khoa học vắc-xin. Bà đã xuất hiện trên truyền hình Nhật Bản, bao gồm chương trình Close-up Gendai và ETV Special của NHK, nơi bà đã thảo luận về những khám phá của mình với Shinya Yamanaka, người từng đoạt giải Nobel. Đại sứ quán Hungary tại Nhật Bản cũng đã tổ chức một triển lãm vinh danh bà vào tháng 10 năm 2022.

6.2. Hồi ký và sách về cuộc đời bà

Cuốn tự truyện của bà, có tựa đề "Breaking Through: My Life in Science", được xuất bản bởi Crown Publishing Group vào ngày 10 tháng 10 năm 2023, chỉ vài ngày sau khi bà giành giải Nobel. Cuốn sách đã trở thành sách phi hư cấu bán chạy nhất ở Hungary vào năm 2023 và được trao Giải thưởng Văn học Libri vào tháng 6 năm 2024. Vào thời điểm đó, hồi ký của bà đã được dịch ra chín ngôn ngữ. Một số sách thiếu nhi về bà cũng được phát hành vào năm 2023, bao gồm "Never Give Up: Dr. Kati Karikó and the Race for the Future of Vaccines" của Debbie Dadey và Juliana Oakley, và "Kati's Tiny Messengers: Dr. Katalin Karikó and the Battle Against COVID-19" của Megan Hoyt và Vivien Mildenberger. Các cuốn sách khác về cuộc đời và công việc của bà cũng đã được xuất bản, bao gồm "Nhà phát triển vắc-xin mRNA: Katalin Karikó" của Yuria Masuda (2021), "Tiểu sử Katalin Karikó: Cuộc đời đầy biến động và quỹ đạo của bà" của Kahori Yoshinari (2021), và "Tương lai sau Covid" (đồng tác giả, 2022).