Khoa học - Y dược

Bào chế loại vắc xin mới dựa vào tơ nhện (06/07/2018)

Để chống lại bệnh ung thư, các nhà nghiên cứu sử dụng ngày càng nhiều vắc xin để kích thích hệ miễn dịch nhằm xác định và tiêu diệt các tế bào ung thư. Tuy nhiên, đáp ứng miễn dịch như mong đợi không phải lúc nào cũng được đảm bảo. Để tăng cường hiệu quả của vắc xin đối với hệ miễn dịch và đặc biệt là trên các tế bào lympho T chuyên phát hiện tế bào ung thư, các nhà nghiên cứu tại trường Đại học Geneva (UNIGE), Freiburg (UNIFR), Munich và Bayreuth đã phối hợp với công ty AMSilk của Đức để tạo ra các vi nang từ tơ nhện có khả năng cung cấp vắc xin trực tiếp cho vùng trung tâm của các tế bào miễn dịch. Quy trình này đã được công bố trên tạp chí Biomaterials, cũng có thể được áp dụng cho vắc xin phòng ngừa để bảo vệ chống lại các bệnh truyền nhiễm và là một bước quan trọng để tạo ra các loại vắc xin ổn định, dễ sử dụng và thích ứng trong các điều kiện bảo quản khắc nghiệt nhất.

Hình ảnh minh họa.

Hệ miễn dịch của con người chủ yếu dựa vào hai loại tế bào: tế bào lympho B sản sinh các kháng thể cần thiết để bảo vệ chống lại bệnh nhiễm trùng và tế bào lympho T. Trong trường hợp của bệnh ung thư và một số bệnh truyền nhiễm như bệnh lao, tế bào lympho T cần được kích hoạt. Tuy nhiên, cơ chế hoạt hóa của chúng phức tạp hơn tế bào lympho B: để kích hoạt đáp ứng, cần sử dụng peptit, một phần nhỏ protein nếu được tiêm riêng rẽ, sẽ nhanh chóng bị cơ thể làm mất chức năng sinh học thậm chí trước khi đạt được mục tiêu.

GS. Carole Bourquin, chuyên gia về liệu pháp miễn dịch chống ung thư và cũng là người chỉ đạo nghiên cứu cho biết: “Để bào chế thuốc miễn dịch có hiệu quả chống ung thư, cần phải tạo đáp ứng mạnh mẽ từ các tế bào lympho T. Vì các loại vắc xin hiện nay chỉ tác động hạn chế đến tế bào T, nên việc tiến hành các thủ tục tiêm phòng khác để khắc phục hạn chế này là rất quan trọng".

Viên nang gần như không thể phá hủy

Nhóm nghiên cứu đã sử dụng các chất polyme sinh học từ tơ nhện tổng hợp - vật liệu nhẹ, tương thích sinh học, không độc hại có khả năng chống lại hiện tượng làm mất chức năng sinh học của protein do ánh sáng và nhiệt. Thomas Scheibel, chuyên gia về tơ nhện tại trường Đại học Bayreuth và là đồng tác giả nghiên cứu cho rằng: “Chúng tôi đã tái tạo loại tơ đặc biệt này trong phòng thí nghiệm để đưa vào một peptit có đặc tính của vắc xin. Sau đó, các chuỗi protein trải qua một bước tiếp theo để tạo thành các vi hạt có thể tiêm”.

Các vi hạt tơ tạo nên một viên nang vận chuyển nhanh chóng bảo vệ peptit vắc xin không bị mất chức năng sinh học bên trong cơ thể và đưa peptit đến vị trí trung tâm của các tế bào hạch bạch huyết, qua đó làm tăng đáng kể đáp ứng miễn dịch của tế bào lympho T. Carole Bourquin cho biết: "Nghiên cứu của chúng tôi đã chứng minh tính hợp lệ của kỹ thuật. Chúng tôi đã chứng minh hiệu quả của chiến lược tiêm phòng mới cực kỳ ổn định, dễ dàng thực hiện và điều chỉnh".

Hướng tới một mô hình vắc xin mới

Các hạt polyme sinh học từ tơ tổng hợp có khả năng chịu nhiệt cao lên đến trên 100°C trong vài giờ mà không bị hư hại. Về lý thuyết, quá trình này sẽ tạo thuận lợi cho việc bào chế vắc xin mà không cần sử dụng tá dược và dây chuyền làm lạnh. Đây là lợi thế không thể phủ nhận, đặc biệt tại các nước đang phát triển nơi một trong những khó khăn lớn là bảo quản vắc xin. Tuy nhiên, một trong những hạn chế của quy trình này là kích thước của các vi hạt: dù quy trình về nguyên tắc có thể áp dụng cho mọi peptit có kích thước đủ nhỏ để được đưa vào protein tơ, nhưng cần nghiên cứu thêm để xem xét khả năng kết hợp các kháng nguyên cỡ lớn được sử dụng trong các loại vắc xin thông thường, đặc biệt là vắc xin chống các bệnh do virus.

Khi khoa học mô phỏng tự nhiên

Scheibel cho rằng: "Ngày càng có nhiều nhà khoa học cố gắng mô phỏng những gì tốt nhất trong tự nhiên. Đây là cách tiếp cận phỏng sinh học”. Các tính chất của tơ nhện làm cho tơ trở thành một sản phẩm đặc biệt thú vị: tương thích sinh học, rắn, mỏng, phân hủy sinh học, chịu được các điều kiện khắc nghiệt và thậm chí kháng khuẩn với nhiều ứng dụng được kỳ vọng như băng vết thương hoặc làm chỉ khâu.

Nguồn: N.T.T (NASATI)/www.vista.gov.vn

Cập nhật: 02/7/2018