How mRNA Medicine Will Change the World | Melissa J. Moore | TED

Переводчик: Tatyana Nikitina Редактор: Anna Pecot

Now, many of the people watching this talk

Многие из тех, кто смотрит это выступление,

by now will have had one, two, three or even four doses

уже привились первой, второй, третьей или даже четвёртой дозой

of a messenger RNA vaccine.

вакцины на основе матричной РНК (мРНК).

With billions of these shots now in arms.

Сделаны миллиарды таких инъекций,

it’s clear that this new way of making vaccines

и уже ясно, что этот новый способ разработки вакцин

is both remarkably safe and incredibly effective.

в высшей степени безопасен и невероятно эффективен.

But did you know it's not the vaccine itself that's keeping you safe?

Но знаете ли вы, что от вируса вас защищает не сама вакцина,

It's actually you.

а ваш организм?

Because the human body has amazing powers

Организм человека обладает удивительными механизмами,

to both prevent and cure disease by making its own medicines.

способными предотвращать и вылечивать заболевания

с помощью производимых им же «лекарств».

You just need to know what medicine to make.

Надо только знать, какое лекарство вырабатывать.

And that's what your vaccine gave you.

И именно для этого нужна была вакцина —

Simply a set of instructions

набор инструкций

for how to protect yourself against SARS-CoV-2.

о том, как защитить себя от вируса SARS-CoV-2.

Now vaccines are only the beginning.

Но вакцины — это только начало.

As I said before, the advent of mRNA vaccines

Как я уже сказала, появление мРНК-вакцин

is heralding in an entirely new era of medicines.

предвещает наступление новой эры лекарственных препаратов.

mRNAs give us the ability to not only prevent disease

мРНК дают нам возможность не только предотвращать,

but also treat previously intractable disorders.

но и лечить ранее неизлечимые заболевания.

But before I get to that,

Но прежде чем перейти к этому,

let's talk about what is this new way of medicines really about?

давайте поговорим о том, что же это за новый тип препаратов.

Well, it all comes down to proteins.

В конечном итоге всё сводится к белкам.

Now, you may think of protein

Скорее всего, вы думаете, что белки —

as simply something that you need to eat,

это то, что мы потребляем с пищей,

an important part of your diet,

важная составляющая рациона питания человека,

something that's important for you to build muscle.

необходимая для наращивания мышечной массы.

But it's not just muscle that contains protein.

Но белки содержатся не только в мышцах.

Protein makes up a huge fraction of the incredibly complicated ecosystem

Они составляют огромную часть невероятно сложной экосистемы,

that's your entire body.

которой является наше тело.

In many ways, your body functions like a large city,

Во многих смыслах наш организм функционирует, как большой город,

full of myriad buildings, interconnected buildings,

заполненный огромным количеством соединённых друг с другом зданий

with lots of different structures.

и множеством различных сооружений.

Now, just as the word "building"

Так же как слово «здание»

fails to capture the incredible variety of structures that make up any large city,

не охватывает всего разнообразия построек большого города,

the generic term "protein" gives no clue

общий термин «белок» не отражает

as to the incredible variety of molecular architectures

невероятного многообразия молекулярных конструкций

at the molecular level.

на молекулярном уровне.

Like buildings, proteins are not monolithic.

Подобно зданиям, белки не однородны.

Our body makes many proteins.

В нашем организме производится множество белков.

Some, like the collagen in our skin

Коллаген, например,

that makes our skin tough but pliable.

делает кожу прочной, но пластичной.

Like the actin and myosin in our muscles that enable us to move.

Актин и миозин в мышцах позволяют нам двигаться.

Or our blood is full of hemoglobin, ferrying oxygen around.

Гемоглобин, содержащийся в больших количествах в крови, переносит кислород.

Antibodies protecting us from disease,

Антитела защищают нас от болезней,

and clotting factors that close up our wounds.

а факторы свёртывания крови затягивают раны.

And for any of you that have ever cracked a biochemistry textbook,

Те из вас, кто когда-либо заглядывал в учебник по биохимии,

this should look familiar.

должны быть знакомы с этой картой.

This is the metabolic chart of the human body.

Это карта метаболизма человека.

These are all of the reactions in your body that are keeping you

На ней представлены все реакции нашего организма,

alive and well right now.

благодаря которым мы живём и здравствуем.

And each one of those reactions is catalyzed by a different protein

И каждую из этих реакций катализирует особый белок.

whose names are shown here in blue.

Названия всех белков обозначены здесь синим.

So proteins are not only what makes up the bulk of your body,

Так что белки не только составляют основную часть нашего организма —

they’re also what make your body tick and keep you well.

благодаря им мы функционируем и остаёмся здоровыми.

Now, if we think again about buildings,

Давайте вернёмся к зданиям:

the structures of buildings may look quite different in the end,

структура зданий может быть самой разнообразной,

but they're all made of a limited set of building materials

но все они построены из ограниченного набора строительных материалов,

and which of those building materials are used

и то, какие из этих материалов используются,

and how they're arranged, and how they're attached to one another

как они совмещаются и скрепляются друг с другом,

gives the buildings their final form.

определяет в итоге форму зданий.

The same is true of proteins.

То же самое и с белками.

If we zoom down to the molecular level,

Если мы увеличим изображение до молекулярного уровня

we can see that proteins,

и рассмотрим пространственную структуру белков,

if we unravel their three-dimensional architecture,

то увидим, что на самом деле они представляют собой

are actually just long strings of building blocks.

длинные нити строительных блоков.

And these building blocks have different shapes

Эти строительные блоки различаются своей формой

and different propensities to interact with one another.

и склонностью взаимодействовать друг с другом.

So it's which building blocks are used

И то, какие строительные блоки используются

and the order in which they are in the chain

и в каком порядке они находятся в цепи,

that gives a protein is three-dimensional shape.

определяет пространственную форму белка.

Now here I'm only showing three proteins,

Здесь показано всего три белка,

but creating and maintaining a healthy human

но для создания и поддержания здоровья человека

requires the combined action

требуется взаимодействие

of over 100,000 different types of protein.

более чем 100 000 различных типов белков.

And our bodies make them all.

И все эти белки образуются нашим организмом.

Thus our bodies are remarkable protein factories.

Таким образом, тело человека —

это удивительная фабрика по производству белков.

At the molecular level, the numbers are truly mind-blowing.

Число белков на молекулярном уровне невероятно велико.

Each of the 30 trillion cells in your body --

Каждая из 30 триллионов клеток в нашем организме —

that's three with 13 zeros --

это цифра три с 13 нулями —

contains between one and 10 billion protein molecules.

содержит от 1 до 10 миллиардов белковых молекул.

That means that you have as many protein molecules in your body

Это означает, что в теле человека столько белковых молекул,

as there are stars in the known universe.

сколько звёзд в изученной части Вселенной.

Now each different cell type in your body makes a different kind of protein,

И каждый тип клеток в организме создаёт разные виды

a different set of proteins,

и разные наборы белков.

like the rods and cones in my eye that are detecting light right now

Например, палочки и колбочки у меня в глазу отвечают за восприятие света,

and the neurons in my brain that are interpreting that light

а нейроны в головном мозге интерпретируют этот свет.

and enabling me to see you right now.

Благодаря этим наборам я сейчас вас вижу.

So they make a particular set of proteins unique to it.

Итак, клетки создают определённый набор белков, уникальный для них.

And like any complex building project,

И как в любом сложном строительном проекте,

you can imagine that the process of protein synthesis

очевидно, что процесс синтеза белков

needs to be tightly regulated

должен жёстко регулироваться,

so that the right protein is made at the right time and in the right place.

так, чтобы нужный белок был произведён в нужное время и в нужном месте.

But of course, with anything so complicated,

Но конечно, как и в любой сложной системе,

it's perhaps not surprising that there's an occasional mistake,

там происходят случайные ошибки, сбои в алгоритме,

a fault in the algorithm.

и это неудивительно.

Let's go back to that metabolic chart.

Давайте вернёмся к карте метаболизма.

It’s estimated that one in 1,000 newborns

По имеющимся данным, 1 из 1 000 новорождённых

are born without the ability to make one of the proteins on this chart.

не может синтезировать один из указанных на карте белков.

Therefore, they have lifelong complications

Следовательно, из-за врождённых нарушений обмена веществ

due to inborn metabolic errors.

на протяжении всей жизни у детей будут возникать осложнения.

Let's take just one of those.

Давайте рассмотрим одно заболевание.

Let's talk about von Gierke's disease or glycogen storage disease I.

Это болезнь Гирке, или болезнь накопления гликогена I типа.

This is due to the lack of a protein circled here in red,

Она возникает из-за дефицита белка — здесь он обведён красным кружком, —

whose job it is to release stored sugars

в задачи которого входит высвобождение глюкозы

so that you can maintain a healthy blood sugar level

для поддержания нормального уровня сахара в крови

while you're fasting.

между приёмами пищи.

So von Gierke's disease patients can't fast.

Поэтому пациенты с болезнью Гирке не могут голодать.

They must constantly eat small amounts of carbohydrates,

Они должны постоянно съедать небольшое количество углеводов.

including getting up every one or two hours during the night

Даже ночью им приходится вставать каждый час или два,

to eat raw cornstarch.

чтобы поесть сырого кукурузного крахмала.

Now, imagine the toll that this takes on parents.

Представьте, каких трудов это стоит родителям.

If they are ever to miss a feeding of their child,

Если их ребёнок пропустит приём пищи,

their child could slip into severe hypoglycemia,

у него может развиться сильная гипогликемия,

seizures and possibly death.

появятся судороги, и он даже может умереть.

But even if these patients can keep up this endless feeding cycle,

Но даже если родители способны выдержать этот бесконечный цикл кормления,

they are plagued by lifelong complications,

ребёнку не избежать пожизненных осложнений:

including delayed puberty,

замедленного полового развития,

frequent infections, kidney disease and liver cancer.

частых инфекций, болезней почек и рака печени.

So von Gierke's disease is just one example of a disorder

Итак, болезнь Гирке — всего один пример заболевания,

where we know what protein is missing.

когда мы точно знаем, дефицит какого белка является причиной патологии.

What if we could give those patients back the ability to make that missing protein?

Но что, если бы у нас была возможность помочь этим пациентам

синтезировать недостающий белок?

Then we could actually treat their disease instead of just managing their symptoms.

Мы смогли бы вылечить их заболевание, а не просто облегчить симптомы.

And that's where mRNA comes in.

Здесь нам на помощь приходит мРНК.

That's also where I come in.

Не без моего участия, конечно.

You see, I spent the better part of my career as an academic

Знаете, в наиболее интересный период своей профессиональной деятельности,

будучи профессором университета,

doing curiosity-based research

из любопытства я занималась исследованиями

into the fundamental principles of how proteins are made.

фундаментальных принципов синтеза белков.

And my specialty was messenger RNA.

Я специализировалась на изучении мРНК.

Like proteins, messenger RNAs are long chainlike molecules

Как и белки, мРНК — это длинная молекула, выстроенная в цепочку

composed of building blocks.

и состоящая из строительных блоков.

The four building blocks that make up messenger RNAs

Четыре строительных блока, составляющих мРНК,

form what is known as the genetic code.

образуют так называемый генетический код.

As their name implies,

Как свидетельствует название,

messenger RNAs carry messages:

информационные, или матричные РНК, переносят информацию,

messages that are translated by your body in order to create proteins.

которая считывается организмом для создания белков.

Thus messenger RNAs are the language of life.

Таким образом, мРНК — это язык жизни.

And the human body has a lot to say.

А человеческому организму есть что сказать.

So, like proteins,

Итак, как и белки,

your cells are chock-full of messenger RNA.

наши клетки под завязку заполнены мРНК.

Every one of your 30 trillion cells

Каждая из 30 триллионов клеток

has hundreds of thousands of messenger RNA molecules.

содержит сотни тысяч молекул мРНК.

Messenger RNAs are an essential component of all living organisms.

мРНК — незаменимая составляющая всех живых организмов.

So when you are eating protein-rich foods,

Поэтому, когда мы едим богатую белком пищу,

you're not only eating protein,

мы потребляем не только белки,

you're also eating lots of messenger RNA.

но и множество мРНК.

Your body takes the messenger RNA in the food that you consumed,

Наш организм обрабатывает мРНК, полученные с пищей,

breaks it down into those component parts

разбирает их на составные части

and then builds new messenger RNAs specific to your needs.

и синтезирует новые мРНК специально под наши нужды.

Now this continual destruction and rebuilding

Этот процесс непрерывного разрушения и созидания

is a feature true of almost all proteins and messenger RNAs in your body.

происходит практически со всеми белками и мРНК в нашем организме.

Let's take, for example, the circadian clock.

Возьмём к примеру циркадные ритмы.

This is the timer in your body

Это наши внутренние часы,

that tells you when to be active and when to sleep.

регулирующие время бодрствования и сна.

The proteins that make up this clock

Белки, лежащие в основе этих часов,

appear and disappear with remarkable regularity every day.

появляются и исчезают ежедневно с удивительной регулярностью.

The way that this is accomplished is that your body makes the messenger RNAs

Это достигается благодаря тому,

что мРНК, кодирующие белки,

that encode those proteins

appear and disappear every day.

ежедневно появляются и исчезают.

Every day for your entire life,

Каждый день в течение всей нашей жизни

you get your daily dose of clock messenger RNAs

мы получаем ежедневную дозу «часовых» мРНК,

producing clock proteins.

способствующих синтезу «часовых» белков.

Now three properties of proper medicines

Рассмотрим три важных свойства лекарственных препаратов:

are that their effects are of limited duration,

их действие ограничено во времени,

that their effects are dose-dependent

зависит от дозы,

and that they can be given over and over again

и их можно принимать снова и снова,

to produce the same effect.

получая тот же самый эффект.

mRNA's are transient.

мРНК существуют кратковременно.

The amount of protein produced

Количество образующегося белка

is dependent on how much of that mRNA is present.

зависит от того, сколько присутствует мРНК.

And they can be induced over and over again

И их можно активировать снова и снова,

to produce the same effect.

получая тот же самый эффект.

So wow, it seems so simple.

Кажется, так просто.

If we could treat a disease,

Если бы мы научились лечить заболевание

if there's a protein that's missing to treat a disease,

и синтезировать недостающий белок, вызывающий это заболевание,

then we could simply give a few copies of an mRNA to the body

то могли бы просто ввести несколько копий мРНК в организм,

for it to produce that protein.

чтобы они произвели этот белок.

If that protein's only needed once,

Если белок нужен однократно,

then maybe a single dose would suffice.

то, возможно, достаточно будет одной дозы.

If a protein is needed multiple times,

Если белок требуется многократно,

then we can dose mRNA over and over again.

мы можем вводить мРНК снова и снова.

And that's exactly what's happening.

Именно так и происходит.

So when I went on clinicaltrials.gov this morning,

Когда сегодня утром я зашла на сайт clinicaltrials.gov,

it turns out that there are over 175 clinical trials now open

то увидела, что в настоящее время ведётся набор пациентов

для участия в более чем 175 клинических испытаниях

using mRNA-based medicines

that are recruiting patients.

с применением лекарств на основе мРНК.

Another 54 clinical trials are waiting in the [wings],

Ещё 54 клинических исследования уже на подходе

ready to be opened.

и вот-вот будут запущены.

So there is a coming tsunami of mRNA medicines.

То есть скоро нас настигнет цунами

из лекарственных препаратов на основе мРНК.

Last year, Moderna and AstraZeneca reported positive results

В прошлом году компании Moderna и AstraZeneca

сообщили о положительных результатах клинического исследования,

from a clinical trial where patients during open heart surgery

в котором пациентам во время операции на открытом сердце

were dosed with messenger RNA injected directly into their heart muscles,

сделали инъекцию мРНК прямо в сердечную мышцу,

that told their heart muscles to grow new blood vessels

вызвав тем самым рост новых сосудов

in order to get around clogged arteries.

с целью обхода закупоренных участков артерий.

В других клинических исследованиях

In other clinical trials we're repeatedly dosing patients

участвовуют больные с врождёнными нарушениями обмена веществ —

пациенты получают множественные дозы препаратов,

with inborn metabolic errors

to treat their metabolic disease.

нацеленных на лечение метаболических заболеваний.

In fact, one of those clinical trials that's currently recruiting patients

Кстати, сейчас как раз проводится набор пациентов с болезнью Гирке

is for von Gierke's disease.

для одного из таких клинических исследований.

And for cancer patients, we're creating personalized cancer vaccines.

А для онкологических больных мы создаём персонализированные вакцины против рака.

These vaccines are meant to train their bodies,

Эти вакцины должны научить организм,

their immune systems, to attack their cancers.

иммунную систему атаковать раковые клетки.

These are truly personalized medicines, one vaccine for one person.

Это по-настоящему персонализированные препараты —

каждая вакцина создаётся для конкретного пациента.

Now for personalized cancer vaccines to be the most effective,

Чтобы персонализированные противораковые вакцины были наиболее эффективны,

we need to get them made and back to the patient as quickly as possible.

после разработки они должны вводиться в организм как можно скорее.

We aim for a turnaround time of 45 days.

Наша цель — сократить этот цикл до 45 дней.

By January of 2020,

К январю 2020 года

we had already manufactured, quality-controlled and delivered

мы произвели, проверили качество и ввели

to several dozen patients personalized cancer vaccines.

персонализированные противораковые вакцины десяткам пациентов.

So we had the know-how and the capacity

Итак, у нас были ноу-хау и возможности

to manufacture vaccines quickly.

для быстрого производства вакцин.

Thus, when the sequence of the SARS-CoV-2 virus

Поэтому, когда 10 января 2020 года на веб-сервере опубликовали

was posted to a public web server on January 10, 2020,

последовательность генома вируса SARS-CoV-2,

we got immediately to work.

мы немедленно приступили к работе.

Within two days, we had agreed with our collaborators at NIH

За два дня с коллегами из Национальных институтов здоровья (NIH)

on exactly which form of the spike protein to put in our vaccine.

мы согласовали форму спайкового белка для вакцины.

Because we had done so so many times before,

Поскольку у нас уже есть в этом значительный опыт,

it then took our mRNA design team

нашей команде потребовался

just one hour to design the mRNA

всего час, чтобы разработать формулу мРНК,

that we immediately --

на основе которой мы сразу же...

(Applause)

(Аплодисменты)

That we immediately put on to our manufacturing equipment.

...на основе которой мы сразу же начали производство.

We were then able to make that RNA,

Так мы смогли создать мРНК,

get it quality-controlled,

осуществить контроль качества,

fill-finished and shipped off to NIH for the clinical trial in 45 days.

упаковать препарат и отправить его в NIH

для клинических исследований — всего за 45 дней.

Now what I find --

И что мне кажется...

(Applause)

(Аплодисменты)

What I find truly remarkable is that that mRNA sequence

... что мне кажется примечательным, так это то, что последовательность мРНК,

that took us one hour to design

которую мы создали за час,

is the same mRNA sequence that went into your arms,

это та же самая последовательность мРНК, которую вам вводят в плечо

that ended up in Spikevax, our now fully approved vaccine.

и которая стала основой нашей полностью одобренной вакцины Spikevax.

One hour to design a medicine that has saved countless lives.

Всего за час было создано лекарство, спасшее бесчисленное число жизней.

(Applause)

(Аплодисменты)

It still gives me goosebumps every time I talk about it.

У меня мурашки бегут по коже каждый раз, когда я говорю об этом.

So what does the future hold?

Итак, что же нас ждёт впереди?

Well, I've already told you about regenerative medicine

Я уже говорила о регенеративной медицине

and personalized cancer vaccines.

и персонализированных противораковых вакцинах.

For cancer patients, we can send in -- by directly injecting

Онкологическим больным мы можем вводить

messenger RNA into their tumors --

инъекции мРНК прямо в опухоли,

we can send in instructions telling the tumor cells to self-destruct,

давая указания опухолевым клеткам саморазрушаться

Or having the tumor cells send out signals to the immune system,

или посылать сигналы иммунной системе,

beckoning the immune system to attack.

призывая её атаковать раковые клетки.

For patients with autoimmune disorders,

Пациентам с аутоиммунными заболеваниями мы можем помочь препаратами,

we can send in signals that tamp down their overactive immune systems.

направляющими сигналы на подавление чересчур активной иммунной системы.

And we and others are rapidly making many more messenger RNA vaccines.

Вместе с другими учёными мы разрабатываем всё больше вакцин на основе мРНК —

Because messenger RNA vaccines can be produced so quickly and rapidly,

эти вакцины можно создать очень быстро,

they're really well suited for newly emerging diseases

они отлично подходят для лечения новых заболеваний,

as well as other viruses, like the flu,

а также новых штаммов вирусов,

которые появляются ежегодно, например, вируса гриппа,

where new variants come out every year, and the vaccines need to be updated.

поэтому состав вакцин необходимо обновлять.

But one of the exciting things about mRNA medicines

Замечательно то, что при использовании лекарственных препаратов на основе мРНК,

is we're not limited to sending in the instructions

мы не ограничены отправкой инструкций

for one protein at a time.

только для одного белка за раз.

mRNA medicines can be easily multiplexed.

Лекарства на основе мРНК можно легко сочетать.

Therefore, we're working on a combination vaccine

Поэтому мы работаем над созданием комбинированной вакцины

for COVID, flu

против вирусов COVID, гриппа

and respiratory syncytial virus, or RSV:

и респираторно-синцитиального вируса, или РСВ,

all leading causes of hospitalization and death in the elderly.

являющихся основными причинами госпитализации и смерти пожилых людей.

And we're hoping that this will then be an annual booster,

Позднее на основе этой вакцины

мы надеемся выпустить ежегодную бустерную вакцину,

that you will get, just like the flu vaccine.

которой вы будете прививаться, как вакциной от гриппа.

(Applause)

(Аплодисменты)

So finally, the very modest footprint

Наконец, очень скромные габариты

of the manufacturing equipment

оборудования для получения мРНК означают,

for making messenger RNAs

что производство лекарственных препаратов можно наладить

means that they can be made almost anywhere in the world.

почти где угодно.

And to take this to an extreme,

Но Министерство обороны США

the American Defense Department started a program in 2019,

решило пойти дальше и в 2019 году запустило программу —

and we're working with them to miniaturize the entire process

и мы в ней участвуем, — нацеленную на миниатюризацию всего процесса,

so that it can be fit into a single shipping container

чтобы всё необходимое можно было упаковать в один транспортный контейнер

for rapid deployment anywhere in the world.

для быстрой доставки в любую точку мира.

So --

Итак...

(Applause)

(Аплодисменты)

So to finish, I hope I've convinced you

Итак, я надеюсь, что мне удалось убедить вас в том,

that we have entered an entirely new era of medicine.

что мы вступили в совершенно новую эру развития медицины.

Having learned to speak the language of mRNA, the language of life,

Научившись говорить на языке мРНК, на языке жизни,

we can now use it to create medicines that are just for one person,

мы теперь можем использовать его для создания лекарств для одного человека,

like a personalized cancer vaccine,

таких как персонализированные противораковые вакцины,

or can be rapidly produced and distributed to entire populations,

или препаратов, которые можно быстро произвести для вакцинации всего населения,

like the COVID-19 vaccines.

таких как вакцины от COVID-19.

And the best part?

И знаете, что самое удивительное?

The best part is we're simply tapping into your body's own ability

Самое удивительное это то, что мы просто задействуем способность нашего организма

to make its own medicines.

производить свои собственные лекарства.

Thank you.

Спасибо!

(Applause)

(Аплодисменты)