Giải mã công nghệ "trồng phân tử" để chế vắc xin COVID-19 từ thực vật

Để sản xuất vaccine COVID-19 từ thực vật, hai chuyên gia Hugues Fausther-Bovendo và Gary Kobinger đề xuất sử dụng công nghệ “trồng phân tử” (molecular farming - chương trình công nghệ sinh học mà trong đó, các nhà khoa học biến đổi gien của nông sản để sản xuất protein và các hóa chất phục vụ mục đích thương mại và dược phẩm).

Theo công nghệ này, họ đặt đoạn mã ADN tạo ra protein vào trong cây và sau đó biến đổi thành một chất chiết xuất để tạo ra vaccine.

Tờ Daily Mail đưa tin công nghệ “trồng phân tử” lần đầu được giới thiệu vào năm 1986 nhằm thay thế cho phương pháp canh tác thủy sinh tốn kém vào năm 1986.

Phương pháp này đã đạt thành công trong các thử nghiệm lâm sàng giai đoạn 3 đối với “ứng cử viên” vaccine CoVLP ngừa COVID-19 và một loại vaccine khác để phòng bệnh cúm. Cả hai đều là dạng uống chứ không phải tiêm.

Hai tác giả chia sẻ trên tạp chí Science Magazine rằng họ kỳ vọng vaccine chống lại virus cúm và virus SARS-CoV-2 do họ nghiên cứu sẽ trở thành các protein chữa bệnh cho con người đầu tiên được sản xuất từ thực vật.

Trước đó, enzyme glucocerebrosidase - chất protein dạng tiêm để điều trị bệnh Gaucher – là sản phẩm đầu tiên và duy nhất có nguồn gốc thực vật và được tạo ra trong quá trình nuôi cấy tế bào cà rốt chứ không phải trong một cái cây sống.

Chủng virus sẽ được bơm vào trong trứng gà đã thụ tinh và ấp vài ngày để virus có thể nhân bản. Sau đó, các chuyên gia lấy phần chất lỏng chứa virus ở trong trứng và dùng để tạo thành vaccine dạng tiêm.

Bộ đôi nhà khoa học Fausther-Bovendo và Kobinger không chỉ nhiều lần nhắc đến vấn đề chi phí trong bài báo mà họ còn lưu ý rằng các protein sản xuất từ thực vật cho phản ứng miễn dịch mạnh hơn, chủ yếu là do chúng có thể được sử dụng bằng đường uống.

Nhóm nghiên cứu cũng đề cập đến các thử nghiệm lâm sàng trước đó về cả vaccine làm từ thực vật và vaccine truyền thống để ngừa vi khuẩn E. coli, virus viêm gan B, lyssavirus gây bệnh dại và norovirus gây nôn mửa, diễn ra từ năm 1998 đến năm 2004.

Theo họ, trong các thử nghiệm trên, tỷ lệ các cá nhân được tiêm chủng tạo ra phản ứng miễn dịch chống lại mục tiêu mong muốn thấp hơn nhiều lần so với các thử nghiệm lâm sàng liên quan đến vaccine dạng uống.

So với các vaccine đường uống được thử nghiệm cách đây nhiều thập kỷ, vaccine thế hệ mới được làm từ thực vật có thể kích hoạt phản ứng miễn dịch mạnh mẽ hơn nhờ công nghệ cải tiến.

Tháng 4/2021, công ty dược phẩm sinh học Canada Medicago thông báo đã bắt đầu thử nghiệm vaccine COVID-19 hai liều mới, trong đó sử dụng cây thuốc lá để sản sinh ra các phân tử giống như virus (VLP) của SARS-CoV-2. Theo phương pháp của Medicago, VLP là các phân tử gần giống với virus thật nhưng không lây nhiễm vì chúng không chứa vật liệu di truyền. VLP được thêm vào đất và được cây hấp thụ khi phát triển.

Phương pháp này khác biệt so với các loại vaccine COVID-19 được Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Mỹ (FDA) cấp phép sử dụng khẩn cấp. Chúng nhắm mục tiêu vào protein đột biến ở bên ngoài của virus, thay vì giống với cấu trúc tổng thể của virus. Sau đó, nó bắt chước hình dạng của virus SARS-CoV-2 để kích thích hệ miễn dịch nhận ra nó và tạo ra phản ứng miễn dịch.