Các nhà khoa học Mỹ phát triển miếng dán vắc-xin COVID-19, sử dụng công nghệ đơn giản, dễ sản xuất hàng loạt

Các nhà khoa học tại Đại học Pittsburgh, Hoa Kỳ vừa công bố một nghiên cứu vắc-xin tiềm năng chống lại SARS-CoV-2, chủng virus corona mới đang gây ra đại dịch COVID-19. Điều đặc biệt là vắc-xin này được phân phối dưới dạng miếng dán.

Các miếng dán vắc-xin có vô số đầu kim siêu nhỏ chứa kháng nguyên, có thể tạo ra đủ kháng thể đặc hiệu với SARS-CoV-2 qua da mà không gây đau.

Kết quả thử nghiệm miếng dán vắc-xin này trên chuột đã được xuất bản bởi tạp chí Y khoa Lancet. Đây chính là nghiên cứu vắc-xin COVID-19 có bình duyệt đầu tiên được công bố - một tiêu chuẩn vàng trong nghiên cứu khoa học.

Các tác giả bài báo cho biết sở dĩ họ có thể đi nhanh hơn các nhóm nghiên cứu khác, là vì đã có kinh nghiệm làm việc với virus corona từ đại dịch SARS năm 2003 và MERS năm 2014.

Các nhà khoa học Mỹ phát triển miếng dán vắc-xin COVID-19, phân phối kháng nguyên trực tiếp qua da

"Trước đây, chúng tôi đã có kinh nghiệm nghiên cứu SARS-CoV năm 2003 và MERS-CoV năm 2014. Hai loại virus này có liên quan chặt chẽ với SARS-CoV-2, và chúng dạy cho chúng tôi rằng có một loại protein đặc biệt, được gọi là protein gai, đóng vai trò rất quan trọng vào việc tạo ra khả năng miễn dịch", một trong số các tác giả nghiên cứu, bác sĩ Andrea Gambotto, phó giáo sư phẫu thuật tại Trường Y khoa Đại học Pittsburgh nói.

"Chúng tôi biết chính xác nên chống lại loại virus mới này từ đâu. Đó là lý do tại sao việc tài trợ các nghiên cứu vắc-xin là rất quan trọng. [Các nghiên cứu vắc-xin trong quá khứ thường bị cắt tài trợ giữa chừng khi dịch bệnh kết thúc].Nhưng bạn sẽ không bao giờ biết đại dịch tiếp theo sẽ đến từ đâu".

"Khả năng phát triển nhanh vắc-xin của chúng tôi là kết quả hợp tác giữa các nhà khoa học có chuyên môn trong nhiều lĩnh vực nghiên cứu khác nhau", Giáo sư Tiến sĩ, Bác sĩ Louis Falo, đến từ Trường Y Đại học Pittsburgh cho biết.

Chúng ta biết hiện có một loại vắc-xin COVID-19 dựa trên công nghệ mới mRNA của Moderna Therapeutics đang được thử nghiệm lâm sàng trên người. Trong so sánh với nó, vắc-xin của Đại học Pittsburgh – được đặt tên là PittCoVacc– sử dụng một hướng tiếp cận truyền thống hơn nhưng có nhiều căn cứ hiệu quả hơn và dễ sản xuất trên quy mô lớn hơn.

Họ sử dụng các protein được nuôi phòng thí nghiệm để kích hoạt hệ thống miễn dịch của con người, giúp nó nhận biết và tiêu diệt virus corona. Hướng tiếp cận này giống với các mũi tiêm cúm mùa vẫn đang được triển khai hàng năm.

Trong nghiên cứu này, các nhà nghiên cứu cũng sử dụng một phương pháp mới để cung cấp vắc-xin, được gọi là miếng dán vi kim. Nó hứa hẹn sẽ giúp mỗi liều vắc-xin tăng được hiệu lực. Miếng dán có kích thước bằng đầu ngón tay, chứa 400 mũi kim siêu nhỏ cung cấp các mảnh protein gai xuyên qua da, nơi có phản ứng miễn dịch mạnh nhất.

Nó có thể được dán lên da bạn như một miếng urgo dán vết thương, các mũi kim được làm hoàn toàn bằng đường, và sau khi chúng hoàn tất nhiệm vụ đưa protein vào, mũi kim sẽ tự tan.

"Chúng tôi phát triển phương pháp này dựa trên ý tưởng truyền thống ngày xưa, khi các bác sĩ tạo vết xước trên da để đưa vắc-xin đậu mùa vào cơ thể. Nhưng đây là một phiên bản công nghệ cao mang lại hiệu quả tốt hơn cho bệnh nhân", giáo sư Falo nói. "Và nó thực sự không đau đớn, nó chỉ giống như một chiếc Velcro thôi".

Về tiềm năng quy mô sản xuất, các nhà khoa học cho biết protein gai của mình được nuôi trong các tế bào. Họ có thể mở rộng quy mô sản xuất bằng cách mở rộng môi trường phản ứng sinh học chứa tế bào nuôi cấy.

Việc tinh chế protein cũng có thể được thực hiện ở quy mô công nghiệp. Trong khi đó, các miếng dán vi kim được chế tạo đơn giản bằng cách trộn đường với protein gai rồi quay trong máy li tâm. Sau khi được sản xuất, vắc-xin có thể được bảo quản ở nhiệt độ phòng, vì vậy bạn không cần làm lạnh trong quá trình vận chuyển hoặc bảo quản.

Vắc-xin của Đại học Pittsburgh sử dụng công nghệ cũ khá đơn giản để sản xuất hàng loạt.

"Đối với hầu hết các loại vắc-xin, bạn không cần phải chứng minh nó có khả năng sản xuất trên quy mô lớn ngay từ đầu", bác sĩ Gambotto nói. "Nhưng khi bạn cố gắng phát triển vắc-xin nhanh chóng để chống lại một đại dịch, đó lại là yêu cầu đầu tiên".

Khi được thử nghiệm trên chuột, PittCoVacc đã khiến nồng độ kháng thể chống lại SARS-CoV-2 trong cơ thể chúng tăng vọt trong vòng 2 tuần. Những con chuột chưa được theo dõi lâu dài, nhưng các nhà nghiên cứu cho biết trước đây vắc-xin MERS-CoV của họ cũng tạo ra mức kháng thể tương tự, và những con chuột đã có thể tạo ra mức miễn dịch với virus trong ít nhất 1 năm.

Điều quan trọng bây giờ là phải chứng minh được những miếng dán vi kim chứa vắc-xin SARS-CoV-2 vẫn duy trì được hiệu lực sau khi khử trùng bằng bức xạ gamma- một bước quan trọng trong việc tạo ra sản phẩm phù hợp để sử dụng ở người.

Các tác giả hiện đang trong quá trình xin phê duyệt loại vắc-xin mới này từ Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA). Và họ dự kiến sẽ tiến đến thử nghiệm lâm sàng giai đoạn I trên người trong vài tháng tới.

"Thử nghiệm ở bệnh nhân thường sẽ cần ít nhất một năm và có thể lâu hơn", giáo sư Falo nói. "Nhưng tình huống cụ thể hiện nay khác với bất kỳ điều gì chúng ta từng thấy, vì vậy chúng tôi không biết quá trình phát triển lâm sàng sẽ kéo dài bao lâu. Nhưng các quy trình thông thường gần đây đã được sửa đổi cho thấy chúng tôi có thể tiến nhanh hơn thế".

Tham khảo Medicalxpress