Trong các nghiên cứu trên động vật, phương pháp điều trị bằng hạt nano tạo ra các kháng thể chống lại SARS-CoV-2

vaccine

Nghiên cứu mới cho thấy, một kỹ thuật sinh học tăng cường sản xuất các loại protein cụ thể có thể là cơ sở của một loại vắc-xin hiệu quả chống lại coronavirus mới gây ra COVID-19.

Các nhà khoa học đã điều khiển một quá trình tự nhiên của tế bào, tăng mức độ của hai loại protein mà vi rút sử dụng để lây nhiễm sang các tế bào khác, kết hợp tăng cường protein ở các hạt nano và tiêm vào những con chuột. Trong vòng một tháng, những con chuột đó đã phát triển các kháng thể để chống lại vi rút SARS-CoV-2.

Kỹ thuật này liên quan đến việc thay đổi các trình tự cụ thể của RNA thông tin, các phân tử này sẽ dịch những thông tin di truyền sang các protein chức năng. Trong khi những trình tự này không được dịch sang protein, các nhà nghiên cứu thay đổi cấu trúc của chúng để thúc đẩy mức protein lên mức cao hơn bình thường. Những trình tự này được biết đến là vùng chưa được dịch, hay UTR. 

Yizhou Dong, tác giả chính của nghiên cứu, Phó Giáo sư về dược phẩm và dược học tại Đại học bang Ohio cho biết: "Chúng tôi đã nghiên cứu kỹ thuật RNA thông tin trong bốn năm, và đầu năm nay, chúng tôi đã đạt được một số tiến bộ trong việc xác định vai trò của UTE, và sau đó COVID-19 xảy ra."

Mặc dù các thử nghiệm lâm sàng giai đoạn 3 của các đối tượng thử vắc xin COVID-19 đang trong quá trình tiến hành, Dong cho biết nền tảng phòng thí nghiệm của ông cung cấp một giải pháp thay thế tiềm năng.

"Nếu loại vắc xin hiện tại có tác dụng, điều đó thật tốt. Trong trường hợp lĩnh vực này cần điều này, thì đây sẽ là một lựa chọn. Nó hoạt động như một loại vắc xin và chúng tôi có thể mở rộng quy mô rất nhanh," ông cho biết. "Ở thời điểm hiện tại, đây là một bằng chứng về khái niệm mà chúng tôi đã chứng minh rằng chúng tôi có thể tối ưu hoá chuỗi RNA thông tin để cải thiện quá trình sản xuất protein, sản xuất các kháng nguyên và tạo ra những kháng thể để chống lại những kháng nguyên đó."

Nghiên cứu này vừa được công bố trên tạp chí Advanced Materials.

Mấu chốt của phương pháp này là điển hình cho sự phát triển vắc xin: sử dụng các đoạn mã từ cấu trúc mầm bệnh để tạo ra một kháng nguyên, một loại chất lạ kích hoạt phản ứng miễn dịch thích hợp, và tìm ra một cách an toàn để đưa vào cơ thể.

Nhưng công trình về kỹ thuật này đã đưa mẫu kháng nguyên đến một tầm cao mới bằng cách sử dụng các UTR RNA thông tin, Dong cho biết.

Ông đã thực hiện thí nghiệm với hai UTR có tác dụng bắt đầu và kết thúc quá trình sắp xếp protein, hoạt động điều tiết quá trình đó và ảnh hưởng đến cách protein tạo ra tương tác với những protein khác. Bản thân UTR là những chuỗi nucleotide, các phân tử tạo nên ARN và ADN.

Dong cho biết: "Đối với ứng dụng này, chúng tôi đã cố gắng tối ưu hoá UTE để cải thiện quá trình sản xuất protein. Chúng tôi muốn sản xuất được càng nhiều protein càng tốt, nhờ đó, chúng tôi có thể cung cấp một lượng nhỏ ARN thông tin, sản xuất đủ các kháng nguyên để tạo ra những kháng thể chống lại vi rút."

Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm với hai loại kháng nguyên tiềm ẩn mà loại coronavirus mới được biết đến là sử dụng để gây nhiễm trùng: một protein đột biến trên bề mặt của nó và một vùng liên kết thụ thể, một thành phần của protein đột biến mà vi rút sử dụng để xâm nhập vào tế bào chủ - một bước cần thiết để tạo ra bản sao của chính vi rút đó. Cả hai đều được sử dụng trong các loại vắc xin thử SARS-CoV-2 khác.

Sau khi điều khiển ARN thông tin cho hai protein này, nhóm nghiên cứu đã bọc chúng lại trong các hạt nano lipid được phát triển trước đó trong phòng thí nghiệm của Dong. Họ tiêm vắc xin thử nghiệm vào chuột và lặp lại hai tuần sau đó. Một tuần sau lần tiêm đầu tiên, tế bào miễn dịch ở chuột đã hấp thụ các kháng nguyên của hai protein và phát triển những kháng thể để chống lại các kháng nguyên đó.

"Sẽ mất một khoảng thời gian để hệ thống miễn dịch xử lý các kháng nguyên này, và để các tế bào sản xuất các kháng thể," Dong nói. "Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã phát hiện ra các kháng thể sau 30 ngày."

Và dù cho loại vắc xin thử nghiệm này không cần thiết cho COVID-19, ông vẫn sẽ tiếp tục cải tiến phương pháp kỹ thuật ARN thông tin mới nhất này.

Dong cho biết: "UTR là một nền tảng mà ta có thể áp dụng cho bất kỳ loại ARN thông tin nào. Chúng tôi cũng đang trong quá trình khám phá thêm những phương pháp điều trị khác."