Công ty Dược phẩm Inovio (trụ sở tại San Diego) là một trong những đơn vị đầu tiên phát triển loại vaccine đang được thử nghiệm cho căn bệnh MERS, gây ra bởi coronavirus MERS vào năm 2012. Khi COVID-19 bắt đầu lan rộng ở Trung Quốc vào cuối tháng 12, các nhà nghiên cứu tại Inovio đã bắt đầu hành động. “Chúng tôi đã hy vọng là loại vaccine cho MERS do chúng tôi phát triển sẽ phát huy tác dụng”, ông James Broderick, Phó Chủ tịch về nghiên cứu và phát triển của Inovio nói.
Giống như MERS và SARS, virus mới là một loại coronavirus sử dụng RNA làm vật liệu di truyền. Tuy nhiên, phân tích chuyên sâu cho thấy, hai loại coronavirus này rất khác so với vaccine để chống MERS (còn được gọi là hội chứng hô hấp cấp Vùng Vịnh). Do đó, các nhà nghiên cứu của Inovio phải nghiên cứu một loại vaccine mới.
Vaccine truyền thống được tạo ra theo cách thức làm yếu virus hay làm giảm độc lực của virus và đưa vào cơ thể. Hệ miễn dịch sẽ nhận diện virus và tạo ra kháng thể để ngăn chặn. Nhưng,để phát triển các liều vaccine như vậy cho hàng triệu người, có thể mất vài tháng, hoặc thậm chí nhiều năm. Các nhà nghiên cứu của Inovio đã dùng cách tiếp cận mới để tạo ra vaccine cho SARS-CoV-2, theo kiểu phát triển vaccine cho MERS, nhờ đó, họ đã tiến nhanh hơn nhiều. Các nhà khoa học của Inovio chuyển đổi RNA của virus thành DNA và chọn một số loại virus mà chương trình mô phỏng bằng máy tính cho thấy sẽ thúc đẩy hệ thống miễn dịch, tạo ra kháng thể. Những dữ liệu DNA này được đưa vào vi khuẩn, tạo ra nhiều đoạn protein sử dụng để sản xuất vaccine. Cách tiếp cận này rút ngắn đáng kể thời gian cần thiết để sản xuất vaccine, cần ba giờ để thiết kế và khoảng một tháng để sản xuất, so với hai đến ba năm để phát triển, nếu áp dụng theo phương pháp truyền thống, theo Broderick. Inovio bắt đầu thử nghiệm vaccine trên động vật vào đầu tháng 2 và có thể thử nghiệm độ an toàn ở người vào đầu mùa hè tới. Mặc dù vậy, vaccine của Inovio cũng phải còn ít nhất một năm nữa mới có thể sử dụng rộng rãi.
Các nhà nghiên cứu tại Viện Dị ứng và Bệnh Truyền nhiễm Quốc gia Hoa Kỳ đang hợp tác với Công ty Công nghệ sinh học Moderna (trụ sở tại Cambridge, Massachusetts, Mỹ) để phát triển một loại vaccine có RNA thông tin (hay mRNA) kích thích cơ thể sản xuất ra các thành phần vaccine. mRNA là bản sao của các cấu trúc protein được mã hóa trong DNA của gen mà tế bào sử dụng để tạo ra protein.
Các nhà khoa học đã chọn các phân đoạn của SARS-CoV-2 có thể giúp tạo ra phản ứng miễn dịch mạnh mẽ để chống lại virus, theo Kizzmekia Corbett, nhà miễn dịch virus tại Trung tâm nghiên cứu vaccine của NIAID ở Bethesda (Maryland, Mỹ). Họ đưa vào tế bào một mã di truyền trong loại vaccine họ đã phát triển, để RNA chuyển đến tế bào và tạo ra các protein thúc đẩy hệ thống miễn dịch, sinh ra kháng thể chống virus. Do cơ thể tự sản xuất protein qua vaccine mRNA, nên các nhà nghiên cứu sẽ không mất nhiều thời gian và tiền của để tạo ra protein vaccine. Phương pháp này có thể sử dụng để sản xuất vacine chống lại các coronavirus trong tương lai hoặc các bệnh truyền nhiễm khác. Anthony Fauci, Giám đốc NIAID cho biết, vaccine mRNA có thể thử nghiệm trong vòng vài tháng.
Theo kinh nghiệm của Inovio, với vaccine MERS, thời gian thử nghiệm lâm sàng giai đoạn I từ tháng 2/2016 đến tháng 5/2017. Không có tác dụng phụ nghiêm trọng nào trong số 75 người tham gia. Vaccine đã chuyển sang thử nghiệm giai đoạn II vào tháng 8/2018, dự kiến sẽ kết thúc vào cuối năm nay. Ngay cả khi mọi việ cđều trối chảy, vaccine MERS vẫn phải qua thử nghiệm hiệu quả và an toàn giai đoạn III, trước khi được Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) phê duyệt.
Cả Inovio và các bên hợp tác NIAID/Moderna đều nhận được tài trợ từ tổ chức Coalition for Epidemic Preparedness Innovations (có trụ sở tại Oslo, Na Uy). CEPI cũng đang tài trợ cho các nhà nghiên cứu tại Đại học Queensland ở Brisbane, Úc, để tìm ra cách thức kiểm soát coronavirus, giữ cho nó không lây nhiễm tế bào.
Nhóm Queensland đã tạo ra vaccine kiểu kẹp phân tử (molecular clamp) để chống virus, ông Oliver Munro, một nhà công nghệ sinh học tham gia nghiên cứu cho biết. Kẹp phân tử là một protein gắn vào protein khác, trong trường hợp này là spike protein của coronavirus. Với SARS và MERS, các spike protein hoạt động giống như các loại khóa linh động, nó thay đổi hình dạng để tương tác với protein phía trên bề mặt tế bào người và xâm nhập vào chúng. Cấu trúc 3 chiều của spike protein của SARS-CoV-2 cho thấy nó cũng biến đổi hình dạng, nhưng có thể bám chặt với các tế bào người gấp 10-20 lần, so với SARS. Việc bám chặt này giúp SARS-CoV-2 lây lan dễ dàng hơn từ người sang người.
Munro cho biết, nhóm nghiên cứu Queensland đã tạo ra loại kẹp phân tử giữ spike protein không thể thay đổi hình dạng, cố định nó ở dạng tạo ra kháng thể, do đó, biến nó thành một loại vaccine mạnh. Họ đã dùng tế bào động vật để sản xuất vaccine với một thiết bị chuyên dụng để xác định tế bào tạo ra protein kẹp. Với thiết bị này, các nhà nghiên cứu có thể hoàn tất nhanh chóng nhiều công việc (các công việc phải mất vài tuần trước đây chỉ cần làm trong vài ngày). Theo ông ước tính, cần hơn một năm để hoàn thiện vaccine.
Vaccine tuy giúp chống nhiễm bệnh, nhưng lại không hiệu quả khi người ta đã bị nhiễm. Một biện pháp khác để phòng bệnh, là sử dụng kháng thể của những người đã hồi phục sau khi bị bệnh. Máu của họ thường chứa các kháng thể chống lại virus hoặc vi khuẩn gây bệnh trong nhiều năm hoặc nhiều thập kỷ. Các kháng thể này không chỉ có thể giúp họ kháng với bệnh truyền nhiễm tương tự sau này, mà còn có thể giúp bảo vệ những người khác.
Christos Kyratsous, Phó Chủ tịch phụ trách nghiên cứu bệnh truyền nhiễm và công nghệ véc-tơ virus của Công ty Dược phẩm Regeneron cho biết, có thể mất vài tuần đến vài tháng để các hệ thống miễn dịch tạo ra kháng thể. Ví dụ như vaccine Ebola, cần ít nhất một tuần để tạo ra kháng thể. Nhưng nếu tiêm kháng thể, người bệnh sẽ được bảo vệ ngay lập tức.
Các chiến lược khác để chống lại loại virus mới này còn bao gồm tái sử dụng các loại thuốc đang được dùng để chống các loại bệnh khác, ví dụ như HIV và viêm gan C. Tuy nhiên, hiệu quả thực sự vẫn chưa rõ ràng. Cho đến nay, những người bị nhiễm vẫn phải dựa vào hệ thống miễn dịch của chính họ và sự chăm sóc, hỗ trợ từ cơ quan y tế để chống lại bệnh.
Tuấn Kiệt (theo Sciencenews.org)