Als u een adolescent meisje bent dat uw jaarlijkse controle in de Verenigde Staten krijgt, zal uw arts bijna zeker controleren of u het HPV-vaccin hebt gekregen, ook wel Gardasil genoemd. Het vaccin, dat 100 procent effectief is tegen bepaalde stammen van het humaan papillomavirus, is een no-brainer. Tegenwoordig is het slechts een van de standaardaccu's die worden aanbevolen voor preteenjongens en -meisjes in het hele land. Maar toen het voor het eerst werd goedgekeurd door de Food and Drug Administration in 2006, was het revolutionair.
Tot de jaren zestig beschouwden wetenschappers het idee van een kankerverwekkend virus als belachelijk. Tegelijkertijd stierven meer dan 8.000 vrouwen per jaar aan baarmoederhalskanker en konden onderzoekers niet achterhalen wat de oorzaak was. Het was pas in 1976 dat een viroloog genaamd Harald zur Hausen het humaan papillomavirus identificeerde, een van de eerste virussen waarvan bekend is dat het leidt tot kanker bij de mens. Van 1975 tot 2014 daalde het aantal sterfgevallen door baarmoederhalskanker met 50 procent. In de toekomst zou een wijdverspreide vaccinatie volgens het National Cancer Institute het aantal gevallen van baarmoederhalskanker met wel 90 procent kunnen verlagen.
De opkomst van vaccins zoals Gardasil betekent een grote verandering in de manier waarop onderzoekers de ontwikkeling van kanker zagen. En toch is een van de belangrijkste spelers bijna onbekend. Lang geleden, in de jaren 1950, pionierde bacterialoloog Sarah Stewart het concept dat virussen tot kanker konden leiden - en werd ze bijna uit de wetenschappelijke gemeenschap gegooid vanwege haar ketterse ideeën. In 1957 toonde ze aan dat het polyomavirus kanker bij muizen kon veroorzaken, een bevinding die de manier waarop onderzoekers kanker behandelden en voorkomen fundamenteel veranderde. Stewart had niet eens kanker op haar radar toen ze haar wetenschappelijke carrière begon - maar zodra ze de oncologie begon, zou het veld nooit meer hetzelfde zijn.
Stewart werd geboren op 16 augustus 1906 in de staat Jalisco, Mexico, een van de vier kinderen. Haar vader George, een Amerikaanse mijningenieur die goud- en zilvermijnen in de regio bezat, ontmoette en trouwde met haar moeder, Maria Andrade, in de staat. We weten weinig anders over haar ouders en haar jeugd. Maar in 1911 werd het gezinsleven in Mexico onderbroken door lokale en nationale onrust in de nasleep van de ballingschap van president Porfirio Diaz naar Frankrijk en het begin van de Mexicaanse revolutie. De Mexicaanse regering beval Stewart en haar familie te vertrekken en ze vluchtten naar Cottage Grove, Oregon, waar George land bezat.
Toen Stewart op de middelbare school zat, verhuisde het gezin naar New Mexico. Stewart ging uiteindelijk naar de universiteit aan de Staatsuniversiteit van New Mexico in Las Cruces en studeerde af in huishoudkunde. Het was de beste grote open voor vrouwen in die tijd, en het had allemaal dezelfde cursussen als een algemene wetenschapsgraad gericht op mannen. "We volgden scheikunde en alle andere cursussen, samen met alle anderen, " zei Stewart in een interview in 1964 met historicus Wyndham Miles. "De meisjes volgden precies dezelfde cursussen die de fellows volgden." Tegen de tijd dat ze afstudeerde in 1927, was ze erin geslaagd om twee bachelordiploma's in huishoudkunde en algemene wetenschappen te behalen.
Na zijn afstuderen gaf Stewart huishoudkunde aan een kleine middelbare school in Tatum, New Mexico. Het was de enige beschikbare optie voor haar - maar het was niet genoeg. "Na een half jaar daarvan heb ik ... een beurs aangevraagd, gewoon willekeurige plaatsen in het hele land uitgekozen, " vertelde ze later. Ze kreeg al snel een hap van de Universiteit van Massachusetts, waar ze een beursaanbieding aanvaardde in hun afstudeerprogramma en in 1930 een masterdiploma in microbiologie behaalde.
In datzelfde jaar nam ze een positie aan als de eerste bacterioloog in het Colorado Experimental Station in Fort Collins, een onderzoekscentrum voor landbouw waar ze werkte aan stikstofbindende bacteriën voor een betere gewasopbrengst. "Ik heb daar drie jaar gewerkt, " zei ze, "en het was in bodembacteriologie, waar ik niet in geïnteresseerd was, dus besloot ik om te promoveren."
NMSU-alumna Sarah Elizabeth Stewart was een pionier op het gebied van virale oncologie. Dit portret van haar werd genomen in 1969. (Foto met dank aan New Mexico State University) Ze begon in 1933 met doctoreren aan de University of Colorado School of Medicine in Denver. Maar twee jaar na haar promotieonderzoek nam Stewart een onbetaalde positie in bij de National Institutes of Health als onderzoeksassistent bij Ida Bengtson, de eerste vrouwelijke wetenschapper die werkte bij de Public Health Service. Uiteindelijk nam Stewart het werk van Bengtson over in anaeroben, organismen die zonder zuurstof overleven. Gangreen, een anaërobe infectie, was gebruikelijk in oorlogswonden en Stewart hielp bij het ontwikkelen van toxoïden voor gangreenbehandeling en immunisatie die later in de Tweede Wereldoorlog zouden worden gebruikt.
Stewart promoveerde aan de Universiteit van Chicago in 1939 terwijl hij in opdracht voor de NIH was. Op dit punt raakte ze opnieuw ongeïnteresseerd in haar werk over anaërobe en toxoïden. Ze verliet de NIH in 1944 met de bedoeling om een medische graad te behalen en over te schakelen naar kankeronderzoek. Om een of andere reden werd ze op dit moment in beslag genomen door de overtuiging dat er een verband was tussen virussen en kanker. "Mijn gevoelens zijn altijd geweest dat bepaalde kankers zeker door virussen worden veroorzaakt, " zei ze. Maar ze had weinig idee hoe controversieel haar ideeën zouden zijn. "Er was een enorm gevoel tegen virussen en kanker, dat ik nooit, nooit had gerealiseerd."
De eerste hint dat het een lange strijd zou worden, kwam toen ze een voorstel aan de NIH voorlegde waarin ze steun vroeg om tumoren en virale etiologie te bestuderen. Zowel de NIH als het National Cancer Institute (NCI) weigerden en zeiden dat ze niet gekwalificeerd was om aan menselijk onderzoek te werken - ze had nog nooit gewerkt aan wetenschappen waarbij direct zoogdieren betrokken waren, veel minder mensen - en dat haar voorstel 'dubieus' was. de nodige ervaring opdoen en haar legitimiteit versterken, besloot Stewart naar een medische graad te werken.
Er was maar één probleem: in 1944 mochten vrouwen zich nog niet inschrijven als volwaardige studenten aan de meeste Amerikaanse medische scholen. Bij toeval vond Stewart een oplossing. Ze aanvaardde een functie op de Georgetown University Medical School als instructeur in bacteriologie, waardoor ze gratis medische cursussen kon volgen, zelfs als ze niet als een volledige student werd beschouwd. In 1947 begon de medische school vrouwen te accepteren en ze schreef zich formeel in. In 1949, op 43-jarige leeftijd, werd Stewart de eerste vrouw die een medische graad in Georgetown behaalde.
Stewart keerde terug naar de NIH maar kreeg nog steeds de optie om kanker te bestuderen. In plaats daarvan nam ze een tijdelijke functie in een ziekenhuis op Staten Island, waar ze werd toegewezen aan gynaecologie. Alan Rabson, een onderzoeker en later adjunct-directeur bij NCI, herinnerde zich in een interview in 1987 dat toen Stewart haar stint op Staten Island afrondde, “ze terugkwam en zei dat ze nu klaar was om te bewijzen dat kanker werd veroorzaakt door virussen. De directeur zei dat je hier niet in de buurt bent. Zodat ze haar niet terug zouden laten komen. ”Maar Stewart werd benoemd tot medisch directeur bij het Corps Corps in de Public Health Service en nam een functie aan bij de NCI in Baltimore, waar ze eindelijk de professionele hefboomwerking en middelen had om haar werk te beginnen in alle ernst.
Destijds waren oncologen nog niet klaar om te overwegen dat virussen kanker bij mensen konden veroorzaken. In een interview met Smithsonian.com geeft Gregory Morgan, een historicus en wetenschapsfilosoof aan het Stevens Institute of Technology, hiervoor twee redenen. "Er waren mensen die dachten dat het milieu kanker veroorzaakt en verschillende chemicaliën kanker kunnen veroorzaken", legt hij uit. “Het andere dat mensen verwachtten, was dat als kanker [een] virale oorzaak had, je zou verwachten dat het vergelijkbare patronen heeft als infectieziekten. Dus als iemand kanker had, zouden ze in theorie in staat zijn om het over te dragen aan iemand anders. En die patronen werden niet echt gezien. "
Stewart's zoektocht naar een virale basis voor kanker was niet ongekend. In 1911 ontdekte viroloog Peyton Rous het Rous-sarcoomvirus, waarvan hij concludeerde dat het kanker bij kippen kon overbrengen. In 1933 ontdekte Richard Shope, een arts en viroloog, het Shope papillomavirus, dat keratineuze carcinomen bij konijnen veroorzaakte, en drie jaar later toonde bioloog John Bittner aan dat het borsttumorvirus van de muis van een moedermuis naar haar jong kon worden overgedragen via haar melk. Maar het was het werk van Ludwig Gross over leukemie bij muizen in de jaren 1950 dat zou leiden tot de eerste grote doorbraak in de verband tussen virus en kanker - en het was dat werk dat Stewart op zich nam toen ze in 1951 naar de NCI verhuisde.
Gross, oorspronkelijk een immunoloog, had ook moeite om respect voor zijn onderzoek te krijgen. Toen hij in 1951 in de kelder van het Veterans Administration Hospital in de Bronx werkte, ontdekte hij een muizen leukemievirus dat later zijn naamgenoot zou dragen. Bruto geïnjecteerde pasgeboren muizen met een slurry van gemalen muisorganen waarvan bekend was dat ze leukemie hadden en ontdekten dat de muizen ook tumoren groeiden. Later probeerden Stewart en Bernice Eddy van het Biologics Control Laboratory hetzelfde experiment. In plaats van zijn resultaten te repliceren, groeiden hun muizen tumoren van een ander soort. "Ik probeerde zijn werk te bevestigen en in plaats van leukemieën te krijgen, kreeg ik tumoren van de parotis, " verklaarde Stewart, "die tumoren waren die nog nooit als spontane tumoren bij muizen waren waargenomen."
In 1953 publiceerden zowel Stewart als Gross enkele maanden na elkaar artikelen over deze geïnduceerde parotis tumoren. Stewart en Eddy waren conservatief in hun conclusies en beweerden dat een "agent" de kanker had veroorzaakt, maar vermeden het aan te wijzen als een kankerverwekkend virus, waarvan ze wisten dat het controversieel zou zijn. Ze noemden hun artikel "Leukemie bij muizen geproduceerd door een filterbaar middel aanwezig in AKR leukemische weefsels met aantekeningen over een sarcoom geproduceerd door hetzelfde middel." Zowel Stewart als Gross stonden erop dat ze de tumoren onafhankelijk hadden ontdekt, maar Gross beweerde dat hij de resultaten eerst en verdiende daarom krediet.
Terwijl het debat over de juiste toeschrijving woedde, hield Stewart haar ogen op de prijs gericht. Ze wist dat ze, om de mening van de wetenschappelijke gemeenschap te laten gelden, een oorzakelijk verband tussen het middel en de tumoren zou moeten vaststellen. Dus richtte ze zich op celkweek. Eerst isoleerde Stewart tumor-extracten die ze eerst in apencellen en vervolgens in muizenembryo's kweekte. Zij en Eddy ontdekten dat de vloeistoffen die ze uit de muizenembryokweken hadden geoogst grotere hoeveelheden van het tumorinducerende virus hadden. Hun daaropvolgende paper uit 1957, "Neoplasmata in muizen die zijn ingeënt met tumormiddel in weefselkweek, " concludeerde dat "de meest redelijke hypothese is dat het een virus is." Het was de eerste keer dat een wetenschapper een virus definitief beschuldigde als kanker.
Sarah Stewart in 1971. Voormalig medisch directeur van het National Cancer Institute, Stewart was een Mexicaans-Amerikaanse onderzoeker die pionier was op het gebied van virale oncologie door aan te tonen dat kankerverwekkende virussen zich van dier op dier kunnen verspreiden. Zij en Bernice Eddy hebben samen het eerste polyomavirus ontdekt en het Stewart-Eddy polyomavirus is naar hen vernoemd. (National Cancer Institute) Het virus dat ze identificeerden bleek naast parotis tumoren ongeveer 20 andere soorten tumoren te veroorzaken. Dus stelde Eddy voor dat ze het het polyomavirus noemen, wat letterlijk 'veel tumoren' betekent. In 1958 kweekte het paar het virus voor het eerst in weefselkweek, en het werd ter ere van hen het SE (Stewart-Eddy) polyomavirus genoemd. . Het ophelderen van het verband tussen virussen en kanker leidde al snel tot een overvloed aan onderzoekstraten, waardoor wetenschappers de ontwikkeling van zowel Burkitt's lymfoom als de ziekte van Hodgkin beter konden begrijpen. "De hele plaats explodeerde net nadat Sarah polyoma had gevonden, " zei Rabson. John Heller, toenmalig directeur van NCI, vertelde TIME Magazine dat de link tussen virus en kanker "het heetste was in onderzoek naar kanker."
Na 11 jaar aan polyoma en 19 aan papilloma te hebben gewerkt, zegt Diana Pastrana, een senior technisch laboratoriummanager bij het NIH, nog steeds getroffen door hoe effectief het virus op genetische schaal is. Hoewel menselijk DNA miljarden basenparen heeft om te coderen voor alle eigenschappen die we nodig hebben om te overleven, "heeft dit virus slechts vijfduizend basenparen om dit mee te doen", zegt ze. “En daarbinnen kan het veel complexe dingen doen.” Sinds het begin van de jaren 2000, zegt Pastrana, hebben onderzoekers steeds meer ontdekt over de relatie van polyma met ziekten bij de mens.
Zonder Stewart en Eddy's volharding zou het HPV-vaccin 'nooit zijn gebeurd', zegt Pastrana. “Dankzij hun eerste werk zijn veel dingen begrepen. Niet alleen dat virussen kanker kunnen veroorzaken, maar alles wat met kanker te maken heeft, zoals de eerste genen die ze in verband konden brengen met kanker, was vanwege hun werk. ”Het werk van het paar opende geheel nieuwe wegen voor onderzoek, waaronder het zoeken voor oncogene virussen bij mensen. Voor de rest van haar carrière zou Stewart haar tijd besteden aan het opsporen van virussen die hebben bijgedragen aan menselijke kankers. In haar laatste artikel, gepubliceerd in 1972, rapporteerde ze over de mogelijke sporen van een virus in een menselijk sarcoom.
Terwijl zij haar wetenschappelijke kennis toepaste om kanker te begrijpen, confronteerde Stewart kanker persoonlijk. Ze werd eerst gediagnosticeerd met eierstokkanker en later met longkanker, die haar leven in 1976 beëindigde. Eddy, die Stewart's oude vriend en collega werd, zei dat Stewart haar onderzoek voortzette totdat ze te ziek werd om in 1974 te werken.
Toen Stewart het veld betrad, stond virusonderzoek niet op de radar van het National Cancer Institute. Tegen 1960 gaf het NCI 3, 9 miljoen dollar per jaar uit aan onderzoek naar de verbindingen die Stewart vond, volgens de Wall Street Journal . Tegenwoordig heeft de NIH een budget van 70 miljoen dollar voor kankerpreventie, inclusief onderzoek naar virussen en kanker. Hoewel Stewart niet zou leven om het Gardasil-vaccin en andere triomfen die haar werk teweegbracht te zien, leefde ze lang genoeg om haar veld van de rand van de wetenschap naar de mainstream te zien bewegen.
