17 Tháng Sáu, 2021
Mục lục nội dung
Vaccine mRNA là một bước tiến lớn trong khoa học
Khoảng 30 năm trước, một số ít các nhà khoa học bắt đầu khám phá liệu vaccine có thể được chế tạo đơn giản hơn hay không. Mục tiêu chính của vaccine đối với một tác nhân lây nhiễm cụ thể, chẳng hạn như virus COVID-19, là dạy cho hệ thống miễn dịch biết virus đó trông như thế nào, sau đó, hệ thống miễn dịch sẽ tấn công mạnh mẽ virus thực sự, nếu nó xâm nhập vào cơ thể. Virus chứa lõi gen làm bằng DNA hoặc RNA được bọc trong một lớp protein. Để tạo ra lớp áo của protein, các gen DNA hoặc RNA của virus tạo ra RNA thông tin (mRNA); mRNA sau đó tạo ra các protein. mRNA của một cấu trúc cụ thể tạo nên một protein có cấu trúc cụ thể.
Một số loại vaccine truyền thống sử dụng virus đã làm yếu đi, trong khi những loại khác chỉ sử dụng một phần quan trọng của lớp áo protein của virus. Trong trường hợp COVID-19, một phần được gọi là protein đột biến là phần quan trọng. Điều gì sẽ xảy ra nếu bạn biết cấu trúc chính xác của mRNA tạo nên phần quan trọng của lớp áo protein của virus, chẳng hạn như protein đột biến của virus COVID-19? Về mặt lý thuyết, công nghệ vaccine mRNA có thể tạo ra vaccine cho bất cứ bệnh truyền nhiễm nào chỉ bằng cách chèn trình tự mRNA. Tại Pfizer, BioNTech và Moderna, các nhà khoa học đã thành công đưa công nghệ vaccine mRNA đến ngưỡng hoạt động thật sự, tạo ra bước đột phá trong phòng và điều trị SARS-CoV-2 [2].
Những vaccine này truyền mRNA, được phủ trong lipid (chất béo), vào tế bào. Khi vào bên trong, cơ thể bạn sử dụng các hướng dẫn trong mRNA để tạo ra các protein đột biến SARS-CoV-2. Đáp ứng miễn dịch bảo vệ khoảng 95% những người được tiêm chủng với một trong hai loại vaccine khỏi COVID-19.
Vaccine mRNA có rất nhiều lợi ích, chúng được thiết kế nhanh chóng, vì vậy một khi nền tảng sản xuất được thiết lập, vaccine mRNA có thể được thiết kế để nhắm mục tiêu là các loại virus hoặc biến thể khác nhau rất nhanh chóng. Vaccine được sản xuất hoàn toàn tổng hợp và không dựa vào các tế bào sống như trứng gà hoặc các dòng tế bào nuôi cấy. Vì vậy, công nghệ này thật sự đột phá và có vai trò quan trọng, nhất là khi virus SARS-CoV-2 đang có nhiều biến thể nguy hiểm [3].
Tuy nhiên, vẫn còn những vấn đề mà các nhà khoa học cần cải thiện để giúp vaccine mRNA trở nên thực tế hơn và có giá cả phải chăng hơn cho toàn thế giới, không chỉ các quốc gia phát triển. Dưới đây là 4 vấn đề chính:
Một số loại vaccine truyền thống sử dụng virus đã làm yếu đi, trong khi những loại khác chỉ sử dụng một phần quan trọng của lớp áo protein của virus. Trong trường hợp COVID-19, một phần được gọi là protein đột biến là phần quan trọng. Điều gì sẽ xảy ra nếu bạn biết cấu trúc chính xác của mRNA tạo nên phần quan trọng của lớp áo protein của virus, chẳng hạn như protein đột biến của virus COVID-19? Về mặt lý thuyết, công nghệ vaccine mRNA có thể tạo ra vaccine cho bất cứ bệnh truyền nhiễm nào chỉ bằng cách chèn trình tự mRNA. Tại Pfizer, BioNTech và Moderna, các nhà khoa học đã thành công đưa công nghệ vaccine mRNA đến ngưỡng hoạt động thật sự, tạo ra bước đột phá trong phòng và điều trị SARS-CoV-2 [2].
Những vaccine này truyền mRNA, được phủ trong lipid (chất béo), vào tế bào. Khi vào bên trong, cơ thể bạn sử dụng các hướng dẫn trong mRNA để tạo ra các protein đột biến SARS-CoV-2. Đáp ứng miễn dịch bảo vệ khoảng 95% những người được tiêm chủng với một trong hai loại vaccine khỏi COVID-19.
Vaccine mRNA có rất nhiều lợi ích, chúng được thiết kế nhanh chóng, vì vậy một khi nền tảng sản xuất được thiết lập, vaccine mRNA có thể được thiết kế để nhắm mục tiêu là các loại virus hoặc biến thể khác nhau rất nhanh chóng. Vaccine được sản xuất hoàn toàn tổng hợp và không dựa vào các tế bào sống như trứng gà hoặc các dòng tế bào nuôi cấy. Vì vậy, công nghệ này thật sự đột phá và có vai trò quan trọng, nhất là khi virus SARS-CoV-2 đang có nhiều biến thể nguy hiểm [3].
Tuy nhiên, vẫn còn những vấn đề mà các nhà khoa học cần cải thiện để giúp vaccine mRNA trở nên thực tế hơn và có giá cả phải chăng hơn cho toàn thế giới, không chỉ các quốc gia phát triển. Dưới đây là 4 vấn đề chính:
1. Làm thế nào để làm cho chúng ổn định hơn ở nhiệt độ cao hơn?
mRNA và lớp vỏ lipid của nó tương đối không ổn định trong tủ lạnh hoặc ở nhiệt độ phòng. Đó là bởi vì RNA nhạy cảm hơn DNA với các enzym trong môi trường sẽ phân hủy nó. Hiện tại, vaccine Comirnaty yêu cầu bảo quản trong tủ đông ở –94 ° F (–70 ° C) còn vaccine mRNA-1273 có thể được bảo quản 30 ngày trong tủ lạnh, 6 tháng ở –4 ° F (–20 ° C) [1]. Đây đều là những điều kiện bảo quản khắc nghiệt.
Để khắc phục điều này, các nhà nghiên cứu đang tiến hành thử nghiệm điều gì sẽ xảy ra khi các loại phụ gia khác nhau được đưa vào, hy vọng chúng sẽ kéo dài thời hạn sử dụng của vaccine. Những chất phụ gia này đã được sử dụng trong vaccine trước đây và bao gồm, ví dụ, bao gồm một lượng nhỏ các loại đường thông thường.
Một cách tiếp cận khác là đông khô vaccine mRNA thành dạng bột để bảo quản. Ý tưởng là sau đó thêm nước để “hoàn nguyên” bột vaccine trước khi tiêm. Công ty Arcturus có trụ sở tại California đang thử nghiệm chiến lược này trong một thử nghiệm lâm sàng giai đoạn III ở Singapore [3].
CureVac, công ty cũng đang phát triển vắc-xin mRNA COVID-19, đã vượt qua một số thách thức này. Nó đã tạo ra một loại vắc-xin ổn định trong ba tháng ở nhiệt độ tủ lạnh [1].
Để khắc phục điều này, các nhà nghiên cứu đang tiến hành thử nghiệm điều gì sẽ xảy ra khi các loại phụ gia khác nhau được đưa vào, hy vọng chúng sẽ kéo dài thời hạn sử dụng của vaccine. Những chất phụ gia này đã được sử dụng trong vaccine trước đây và bao gồm, ví dụ, bao gồm một lượng nhỏ các loại đường thông thường.
Một cách tiếp cận khác là đông khô vaccine mRNA thành dạng bột để bảo quản. Ý tưởng là sau đó thêm nước để “hoàn nguyên” bột vaccine trước khi tiêm. Công ty Arcturus có trụ sở tại California đang thử nghiệm chiến lược này trong một thử nghiệm lâm sàng giai đoạn III ở Singapore [3].
CureVac, công ty cũng đang phát triển vắc-xin mRNA COVID-19, đã vượt qua một số thách thức này. Nó đã tạo ra một loại vắc-xin ổn định trong ba tháng ở nhiệt độ tủ lạnh [1].
2. Cách giảm lượng vaccine trong mỗi mũi tiêm
Liều lượng vaccine mRNA hiện tại nằm trong khoảng từ 30 microgam (Pfizer / BioNTech) đến 100 microgam (Moderna) với giá thành tương ứng là $20 và $33 cho một liều dùng [1]. Trong các thử nghiệm lâm sàng giai đoạn I, liều lượng thấp hơn của vắc-xin Pfizer / BioNTech cũng có tác dụng. Vậy trong thực tế, chúng ta có thể sử dụng liều thấp hơn không? CureVac đã phát triển vaccine COVID-19 mRNA với liều lượng 12 microgam thông qua sự kết hợp của những đổi mới trong trình tự mRNA và công thức lipid. Tuy nhiên, các chi tiết của điều này vẫn là độc quyền.
mRNA tự khuếch đại là một cách tiếp cận khác để giảm liều vaccine. mRNA tự khuếch đại được thiết kế để tạo ra nhiều bản sao hơn của chính nó sau khi được phân phối vào tế bào. Điều này có nghĩa là chỉ cần dùng một liều nhỏ ban đầu.
Các nhà nghiên cứu tại trường Imperial College London và Arcturus đang sử dụng phương pháp này để phát triển vaccine COVID-19, mặc dù các thử nghiệm mới chỉ vừa hoàn thành giai đoạn I [3].
mRNA tự khuếch đại là một cách tiếp cận khác để giảm liều vaccine. mRNA tự khuếch đại được thiết kế để tạo ra nhiều bản sao hơn của chính nó sau khi được phân phối vào tế bào. Điều này có nghĩa là chỉ cần dùng một liều nhỏ ban đầu.
Các nhà nghiên cứu tại trường Imperial College London và Arcturus đang sử dụng phương pháp này để phát triển vaccine COVID-19, mặc dù các thử nghiệm mới chỉ vừa hoàn thành giai đoạn I [3].
Vacxin MRNA tự khuếch đại và chuẩn. Về mặt lý thuyết, cần liều thấp hơn với RNA tự khuếch đại để tạo ra cùng mức kháng nguyên
3. Dùng một liều duy nhất có được không?
Các loại vắc-xin mRNA COVID-19 hiện tại cần “tăng cường”. Điều đó có nghĩa là mũi tiêm đầu tiên có tác dụng khởi động hệ thống miễn dịch, sau đó tiêm mũi thứ hai, ba đến bốn tuần sau đó để tăng cường phản ứng miễn dịch. Sẽ đơn giản hơn nhiều nếu một lần tiêm duy nhất có thể mang lại hiệu quả tương tự.
Một lần nữa, mRNA tự khuếch đại có thể là giải pháp hữu ích. Arcturus đã công bố kết quả đáng khích lệ từ một lần tiêm vắc-xin mRNA tự khuếch đại. Theo đó trong nghiên cứu liên quan đến chuột, được đăng trực tuyến nhưng chưa được công bố chính thức trên tạp chí, một mũi tiêm vaccine mRNA tự khuếch đại duy nhất đã cho thấy một phản ứng miễn dịch mạnh mẽ.
Một cách tiếp cận khác được phát triển bởi các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Massachusetts cho vaccine protein. Phương pháp này sử dụng các vi cầu polymer có thể giải phóng vắc-xin vào cơ thể vào ngày thứ nhất và ngày thứ 21. Điều này có thể “tăng cường” trong một lần tiêm. Một cách tiếp cận vi cầu tương tự có thể được sử dụng với vaccine mRNA.
Một lần nữa, mRNA tự khuếch đại có thể là giải pháp hữu ích. Arcturus đã công bố kết quả đáng khích lệ từ một lần tiêm vắc-xin mRNA tự khuếch đại. Theo đó trong nghiên cứu liên quan đến chuột, được đăng trực tuyến nhưng chưa được công bố chính thức trên tạp chí, một mũi tiêm vaccine mRNA tự khuếch đại duy nhất đã cho thấy một phản ứng miễn dịch mạnh mẽ.
Một cách tiếp cận khác được phát triển bởi các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Massachusetts cho vaccine protein. Phương pháp này sử dụng các vi cầu polymer có thể giải phóng vắc-xin vào cơ thể vào ngày thứ nhất và ngày thứ 21. Điều này có thể “tăng cường” trong một lần tiêm. Một cách tiếp cận vi cầu tương tự có thể được sử dụng với vaccine mRNA.
4. Làm thế nào để theo kịp các biến thể của virus và chuẩn bị sẵn sàng các tên lửa
Vaccine mRNA được thiết kế cho các biến thể khác nhau có quy trình sản xuất và đóng gói tương tự nhau. Điều này giúp đơn giản hóa phản ứng đối với các đột biến mới xuất hiện, chẳng hạn như các biến thể ở Anh và Nam Phi (SA) [3].
Công nghệ vaccine mRNA rất thích hợp để đáp ứng nhanh chóng với các biến thể virus mới nổi. Đó là bởi vì các đặc tính hóa học và vật lý của mRNA vẫn giữ nguyên, ngay cả với những thay đổi trình tự nhỏ cần thiết để phù hợp với các đột biến của virus. Điều này có nghĩa là việc chế tạo vắc-xin mRNA sửa đổi cho người đột biến rất nhanh chóng và đơn giản.
Như vậy, trong tương lai gần khi các vấn đề trên được giải quyết, tất cả mọi người sẽ có cơ hội được tiếp cận với vaccine nhiều hơn. Đặc biệt là các vaccine có hiệu quả cao và có khả năng chống lại biến thể của virus.
Đăng trong Tin Tức | Tags: vaccine COVID-19 mRNA