Công nghệ vắc-xin tưởng đã lỗi thời này có thể cứu nhân loại khỏi làn sóng COVID-19 thứ ba, khi virus ngày càng biến thể?

Thanh Long , Theo Pháp luật & Bạn đọc

Các nhà khoa học đang muốn tạo ra một loại vắc-xin "all-in-one", chống lại tất cả các chủng virus corona, kể cả virus lây nhiễm trên động vật.

Giữa lúc hàng triệu liều vắc-xin COVID-19 đang được tiêm trên khắp thế giới mang theo hi vọng chấm dứt đại dịch, chúng ta bây giờ lại phải đối mặt với một thách thức mới: Virus SARS-CoV-2 đã biến thể. Điều quan trọng là nhiều trong số các biến thể này bắt đầu kháng vắc-xin.

Một phân tích dữ liệu từ thử nghiệm lâm sàng của Đại học Oxford và Công ty Dược phẩm AstraZeneca cho thấy vắc-xin COVID-19 của họ không thể giúp những người nhiễm biến thể B.1.351 ở Nam Phi tránh khỏi mắc bệnh với triệu chứng từ nhẹ đến trung bình.

Điều tương tự xảy ra với biến thể B.1.1.248 ở Brazil. Và mới đây nhất, biến thể B.1.1.7 ở Anh cũng được tìm thấy với gen kháng vắc-xin ký hiệu là E484K trên protein gai của chúng.

Công nghệ vắc-xin tưởng đã lỗi thời này có thể cứu nhân loại khỏi làn sóng COVID-19 thứ ba, khi virus ngày càng biến thể? - Ảnh 1.

Các biến chủng của virus SARS-CoV-2 đang ngày càng nhiều, báo hiệu một làn sóng đại dịch thứ ba, trong đó vắc-xin có thể bị mất tác dụng.

Vấn đề là các loại vắc-xin dựa trên công nghệ mới hiện nay chỉ đang tập trung nhắm vào một mục tiêu duy nhất trên virus SARS-CoV-2, đó là những protein gai này, thứ giúp chúng lây nhiễm vào tế bào người. Khi virus có các đột biến gen làm thay đổi protein gai, vắc-xin không còn hiệu lực với chúng nữa.

Chính vì thế, các hãng dược phẩm đang phải bắt đầu quá trình nghiên cứu cập nhật vắc-xin để bắt kịp tốc độ virus SARS-CoV-2 biến thể. Nhanh hơn thì chúng ta sẽ thắng, nhưng nếu chậm chân, chúng ta có thể sẽ bị mắc kẹt trong trò chơi nhảy cừu ấy vĩnh viễn. Virus biến thể, chúng ta nghiên cứu vắc-xin mới rồi virus lại sẽ sinh ra biến thể mới.

Liệu có một cách nào khác để thoát ra khỏi trò chơi này nhanh hơn không? Các nhà khoa học đang muốn tạo ra một loại vắc-xin COVID-19 "all in one": Chỉ một liều có thể chống lại tất cả các biến chủng của SARS-CoV-2, kể cả các biến chủng chưa xuất hiện hoặc sẽ xuất hiện trong tương lai.

Thậm chí, một số ý tưởng táo bạo hơn còn nhắm tới một vắc-xin phổ cập chống lại toàn bộ họ virus corona, từ chủng gây cảm lạnh, tới SARS, MERS, COVID-19, thậm chí cả virus corona lây nhiễm trên động vật như dơi và chồn.

Vắc-xin COVID-19 "all in one", chống lại tất cả các biến thể virus SARS-CoV-2

Để có thể biết tại sao các biến thể virus SARS-CoV-2 có thể vô hiệu hóa được vắc-xin, chúng ta cần phải biết cách chúng hoạt động. Vắc-xin dựa trên công nghệ mRNA của Moderna và Pfizer, vắc-xin sử dụng công nghệ véctơ của AstraZeneca và Sputnik V của Nga… tất cả đều nhắm đến việc giúp cơ thể nhận diện được protein gai của virus SARS-CoV-2.

Sau đó, hệ miễn dịch của chúng ta sẽ tạo ra các kháng thể có thể gắn vào protein gai này và vô hiệu hóa nó. Điều này sẽ chặn đứng con đường virus lợi dụng để nhiễm vào bên trong tế bào niêm mạc đường hô hấp và tế bào phổi.

SARS-CoV-2 vì thế không thể gây bệnh được nữa, mặc dù người tiêm vắc-xin vẫn có thể bị nhiễm virus. Một số nhà khoa học còn hi vọng các bộ phận khác của hệ thống miễn dịch - chẳng hạn như tế bào T, có thể tiêu diệt cả các tế bào bị nhiễm virus qua đó quét sạch những kẻ ngoại lai xâm nhập vào cơ thể và tẩy sạch virus bên trong mỗi bệnh nhân.

Công nghệ vắc-xin tưởng đã lỗi thời này có thể cứu nhân loại khỏi làn sóng COVID-19 thứ ba, khi virus ngày càng biến thể? - Ảnh 2.

Sử dụng công nghệ nhân diện protein gai bằng mRNA hoặc véctơ virus, các vắc-xin mới có lợi thế là tính an toàn tuyệt đối, chúng không gây ra phản ứng phụ nghiêm trọng và không đưa người tiêm vắc-xin vào nguy cơ nhiễm chính căn bệnh mà chúng đang có ý định phòng ngừa.

Một ưu điểm khác là các loại vắc-xin này có thể được nghiên cứu sản xuất cũng như cập nhật rất nhanh chóng để phù hợp với biến chủng mới của virus. Chỉ cần biến chủng đó được giải trình tự bộ gen và có một loại protein rõ ràng để nhắm mục tiêu, như trường hợp protein gai của virus SARS-CoV-2, vắc-xin sẽ được cập nhật.

Nhưng công nghệ mRNA và véctơ virus không phải không có nhược điểm. Như đã nói, cho đến thời điểm hiện nay các loại vắc-xin này mới chỉ nhắm đến một yếu điểm duy nhất của SARS-CoV-2, đó là các protein gai. Cũng chính vì vậy mà virus luôn xuất hiện các đột biến trên gai protein này để trốn tránh chúng.

Trong khi đó, virus SARS-CoV-2 có tới 4 nhóm protein cấu trúc chính là: Protein gai (S), vỏ bọc nhân (N), vỏ bọc (E), màng(M). Các nhà sản xuất có thể tạo ra vắc-xin nhờ phản ứng miễn dịch với nhiều protein cùng lúc.

Thậm chí, các kỹ thật sản xuất vắc-xin truyền thống tưởng đã lỗi thời (sử dụng virus sống làm giảm độc lực, hoặc vắc-xin từ virus bất hoạt) có thể cùng lúc nhắm đến tất cả các protein này. Qua đó, một số nhà khoa học tin rằng chúng có thể trở thành những ứng viên vắc-xin "all-in-one" chống lại được nhiều dạng biến thể của virus.

Vắc-xin sử dụng virus sống phải được làm giảm độc lực bằng cách thêm vào chất hóa học ức chế virus khiến chúng khó sao chép. Trong khi đó, làm virus bất hoạt nghĩa là các nhà khoa học phải cắt được virus ra làm nhiều mảnh nhỏ, qua đó khiến virus gần như không còn khả năng nhân lên.

Công nghệ vắc-xin tưởng đã lỗi thời này có thể cứu nhân loại khỏi làn sóng COVID-19 thứ ba, khi virus ngày càng biến thể? - Ảnh 3.

Cấu tạo của virus corona

Hiện không có một cơ sở nào nghiên cứu chế tạo vắc-xin COVID-19 từ virus SARS-CoV-2 sống, nhưng một số công ty đang nghiên cứu vắc-xin bất hoạt. Chẳng hạn hãng dược phẩm Sinovac của Trung Quốc đang sử dụng vắc-xin loại này trên hàng trăm nghìn người ở Trung Quốc và ở những quốc gia khác như Brazil.

Công ty cho biết vắc-xin sử dụng virus bất hoạt của mình có hiệu quả chống lại cả biến thể Nam Phi của SARS-CoV-2. Trong khi đó, các thử nghiệm lâm sàng vắc-xin Sinovac ở Brazil đã cho thấy nó có hiệu quả 100% trong việc ngăn ngừa các ca mắc COVID-19 với triệu chứng nặng và hiệu lực hơn 50% trong việc ngăn ngừa các ca bệnh nhẹ.

Cùng lúc tại Pháp, công ty Valneva đang nghiên cứu một loại vắc-xin COVID-19 sử dụng virus bất hoạt ở dạng hoàn chỉnh. Thomas Lingelbach, giám đốc điều hành của công ty, cho biết bởi virus của họ sử dụng toàn bộ virus SARS-CoV-2 đã được xử lý để không còn độc tính, nó cho phép hệ thống miễn dịch hình thành phản ứng với tất cả các protein của nó.

Valneva cũng kết hợp vắc-xin của mình với chất bổ trợ, đó là một chất hóa học giúp tăng cường phản ứng miễn dịch của cơ thể. Hơn nữa, trước đây công ty này cũng đã có kinh nghiệm sản xuất vắc-xin đa mục tiêu nên thứ mà họ nhắm đến lần này cũng là một mũi tiêm có thể phòng được nhiều chủng SARS-CoV-2 biến thể.

Công nghệ vắc-xin tưởng đã lỗi thời này có thể cứu nhân loại khỏi làn sóng COVID-19 thứ ba, khi virus ngày càng biến thể? - Ảnh 4.

Nghiên cứu vắc-xin từ virus sống hoặc virus bất hoạt đòi hỏi kỹ thuật viên phải được bảo vệ tuyệt đối an toàn.

Lingelbach cho biến chiến lược của Valneva là bỏ qua làn sóng thứ nhất và thứ hai của dịch bệnh, bởi họ biết mình không thể cạnh tranh với những gã khổng lồ vắc-xin khác như Pfizer hay các công ty công nghệ sinh học hiện đại như Moderna và BioNTech trong thời kỳ đầu của đại dịch.

Thay vào đó, Valneva sẽ đón lõng "làn sóng thứ ba" của các ứng cử viên vắc-xin COVID-19. Lingelbach tin rằng vắc-xin của mình sẽ chống lại được các chủng biến thể của SARS-CoV-2 trong khoảng thời gian đó, khi các loại vắc-xin khác đã thất bại.

Trong một động thái lo ngại làn sóng thứ ba đang đến, chính phủ Vương quốc Anh đã đặt hàng trước 100 triệu liều vắc-xin của Valneva, một số trong số đó sẽ được sản xuất tại một cơ sở sản xuất của Valneva ở Scotland.

Vắc-xin 'phổ cập' cho tất cả các chủng virus corona

Không chỉ dừng lại ở việc chống lại tất cả các biến chủng SARS-CoV-2, một số công ty còn nhắm đến ý tưởng tạo ra một vắc-xin phổ cập dành cho cả gia đình virus corona, nghĩa là bao gồm cả các chủng như 229E, NL63, OC43 và HKU1 gây cảm lạnh thông thường, SARS và MERS gây hội chứng đường hô hấp cấp và dĩ nhiên SARS-CoV-2 gây ra COVID-19.

Ý tưởng ở đây là tìm ra các epitop chung của các chủng virus này. Epitop là thuật ngữ dành cho phần protein của virus, thứ mà hệ miễn dịch có thể nhận ra và kích hoạt phản ứng miễn dịch mạnh để chống lại mầm bệnh.

Một công ty đang đi theo hướng tiếp cận này là MyNeo của Bỉ. Họ đang sử dụng trí tuệ nhân tạo học máy để cố gắng dự đoán các epitop nào của virus corona sẽ kích hoạt được phản ứng miễn dịch mạnh nhất.

Công nghệ vắc-xin tưởng đã lỗi thời này có thể cứu nhân loại khỏi làn sóng COVID-19 thứ ba, khi virus ngày càng biến thể? - Ảnh 5.

Các biến chủng virus corona xuất hiện ngày càng nhiều, nhưng chúng vẫn có một điểm chung có thể bị nhắm vào.

Cedric Bogaert, giám đốc điều hành của MyNeo cho biết họ đã tìm thấy một số epitop trong số tập con của các chủng corona không chỉ xuất hiện trên tất cả các biến thể của SARS-CoV-2 mà còn trên các chủng virus trước đây như SARS và MERS, thậm chí cả virus corona lây nhiễm động vật như dơi hoặc chồn.

Điều này cực kỳ quan trọng bởi một loại vắc-xin được phát triển từ đó có thể ngăn ngừa được các đại dịch trong tương lai, khi một chủng virus corona mới có khả năng nhảy từ động vật sang người.

Vắc-xin nhiều khả năng cũng giữ được hiệu lực bởi MyNeo cho biết các epitop mà họ chọn "được bảo tồn tốt", nghĩa là chúng không thay đổi nhiều theo thời gian vì chức năng của chúng cực kỳ cần thiết cho khả năng tồn tại của virus.

Hiện tại, các nhà nghiên cứu đang tập trung vào các epitop có mặt trên vỏ bọc nhân (N) của virus corona, protein bao quanh mã RNA của chúng. Họ cho rằng protein N đóng một vai trò quan trọng trong việc giúp virus nhân lên sau khi nó đã lây nhiễm tế bào.

Các phần của protein N rất giống nhau trên tất cả các chủng virus corona. Và hệ miễn dịch có thể tạo ra các kháng thể đáp ứng với protein N. Không giống như các kháng thể bám vào protein gai S, các kháng thể này không ngăn tế bào bị nhiễm bệnh. Nhưng chúng có thể giúp điều chỉnh phản ứng của tế bào T trong cơ thể.

Công nghệ vắc-xin tưởng đã lỗi thời này có thể cứu nhân loại khỏi làn sóng COVID-19 thứ ba, khi virus ngày càng biến thể? - Ảnh 6.

Theo các nhà nghiên cứu, một con đường mà kháng thể kháng protein N có thể làm được điều này là giúp thúc đẩy hoạt động của các enzym chuyên biệt. Các enzyme này được tế bào nhiễm virus sinh ra sẽ hòa tan vỏ bọc nhân của virus từ đó giết chết chúng.

MyNeo hiện cũng đang làm việc với một công ty khác của Bỉ là eTheRNA, để tạo ra một chất bổ trợ độc quyền được gọi là TriMix có tác dụng thúc đẩy phản ứng tế bào T và tế bào B của hệ miễn dịch, khiến chúng tiêu diệt được virus corona.

Mike Mulqueen, người đứng đầu bộ phận phát triển kinh doanh của eTheRNA, cho biết hợp tác của công ty với MyNeo sẽ giúp họ có thể sản xuất một loại vắc-xin phổ cập dành cho tất cả các chủng virus corona. Thử nghiệm lâm sàng của vắc-xin này có thể được thực hiện trong vòng một năm nữa trước khi những liều vắc-xin này có mặt trên thị trường.

Tham khảo Fortune