Ngày 02/10/2023 (giờ Việt Nam), giải thưởng Nobel Y Sinh 2023 đã được công bố tại Stockholm (Thụy Điển). Chiến thắng thuộc về hai nhà khoa học: Katalin Kariko – nữ giáo sư ngành hóa sinh phân tử người Hungary và Drew Weissman – bác sĩ người Mỹ, với nghiên cứu về công nghệ mRNA trong sản xuất vắc xin ngừa Covid-19. Các thành viên của Hội đồng chấm giải Nobel nhận định, công trình của hai nhà khoa học Kariko và Weissman đặc biệt quan trọng trong giai đoạn đầu của đại dịch Covid-19. Kết quả nghiên cứu của họ tạo nền tảng cho sự ra đời trong thời gian nhanh kỷ lục của vắc-xin công nghệ mRNA – “vũ khí” đẩy lùi Covid-19, cứu sống hàng tỷ người trong thảm họa sức khỏe tồi tệ nhất hành tinh trong nhiều chục năm qua.
1. Công nghệ mRNA là gì
mRNA được viết đầy đủ là Messenger RNA (RNA thông tin), đây là vật chất di truyền giúp cơ thể tạo ra protein. Về cơ bản, mRNA sử dụng cơ thể và các quá trình sinh học của chính chúng ta để điều trị bệnh tật và ngăn ngừa nhiễm trùng. Những nghiên cứu về công nghệ mRNA đã được các nhà khoa học trên thế giới nghiên cứu từ đầu những năm 90 của thế kỷ XX.
2. Ứng dụng của công nghệ mRNA
Các nhà khoa học nhận thấy, việc đưa RNA thông tin vào, sau đó cơ thể sẽ tự tổng hợp để tạo ra protein hay mảnh protein. Những phần được tạo ra này kích thích cơ thể tạo ra đáp ứng miễn dịch chống lại tác nhân gây bệnh. Từ đó, các nhà khoa học đã ứng dụng trong việc sản xuất vắc-xin.
Vắc-xin mRNA là một loại vắc xin có sử dụng một bản sao của một phân tử mRNA để tạo ra một phản ứng miễn dịch. Vắc-xin được sản xuất theo công nghệ mRNA được đưa vào cơ thể bằng cách tích hợp mRNA vào bên trong các hạt nano lipid để dễ dàng đưa vào cơ thể, giữ chúng không bị phá vỡ và giúp tế bào hấp thụ chúng.
Vắc-xin mRNA là một loại mới, không theo cách thức giúp cơ thể tạo ra kháng thể chống lại các bệnh truyền nhiễm như các loại vắc-xin cổ điển trước đây. Thay vào đó, nó sử dụng mRNA được tạo ra trong phòng thí nghiệm để giúp các tế bào trong cơ thể biết cách tạo ra protein hoặc chỉ là một mảnh protein kích hoạt phản ứng miễn dịch. Phản ứng miễn dịch đó sẽ tạo ra các kháng thể để bảo vệ chúng ta không nhiễm bệnh nếu có vi-rút thực sự xâm nhập cơ thể.
Vắc-xin truyền tin RNA (vắc-xin mRNA) “dạy” các tế bào cách tạo protein giúp kích hoạt phản ứng miễn dịch bên trong cơ thể của con người. Bằng cách tiêm mRNA tổng hợp, các tế bào của con người được biến thành nhà máy sản xuất vắc-xin theo yêu cầu, sản sinh bất kỳ loại protein nào mà chúng ta muốn hệ miễn dịch học cách nhận biết và tiêu diệt. Ngoài việc hỗ trợ con người trong nỗ lực chống lại bệnh cúm, công nghệ vắc-xin mRNA cũng mở ra một chương mới của y học khi có thể tiếp tục khai thác để phát triển các vắc-xin chống lại các bệnh khác như sốt rét, virus hợp bào hô hấp, ung thư, tự miễn và bệnh di truyền.
Ung thư là một trong những nguyên nhân gây tử vong hàng đầu trên toàn thế giới. Các nhà khoa học hy vọng sử dụng vắc-xin công nghệ mRNA để ngừa ung thư qua việc làm cho hệ thống miễn dịch nhận ra các đột biến trước khi chúng xảy ra.
Tháng 10/2021, WHO đã cấp phép sử dụng vắc-xin ngừa sốt rét đầu tiên trên thế giới RTS,S/AS01, còn gọi là Mosquirix, do hãng dược phẩm GlaxoSmithKline của Anh phát triển. Loại vắc-xin này làm giảm nguy cơ sốt rét ác tính đến 30% và vẫn còn tiềm năng để cải tiến hơn nữa. Tuy nhiên, thách thức cơ bản hiện nay là ký sinh trùng sốt rét đã tìm ra cách ngăn chặn trí nhớ miễn dịch của con người. Giáo sư Richard Bucala ở Trường Y Yale (Mỹ) và các đồng nghiệp của mình đã phát hiện ra rằng, bệnh sốt rét ức chế trí nhớ miễn dịch thông qua một protein gọi là PMIF để tiêu diệt các tế bào nhớ. Do đó, ông Bucala đang nghiên cứu một loại vắc-xin sử dụng công nghệ mRNA có thể chống lại PMIF. Các nghiên cứu trên chuột cho thấy, việc ngăn chặn protein PMIF giúp hệ thống miễn dịch tiêu diệt ký sinh trùng sốt rét nhanh hơn, giúp bệnh nhẹ hơn và quan trọng là tạo ra khả năng miễn dịch trong tương lai.
Năm 2021, các nhà khoa học tại Đại học Yale (Mỹ) đã tạo ra một loại vắc-xin mRNA nguyên mẫu giúp chuột lang phòng các bệnh do bọ ve gây ra bằng cách “huấn luyện” hệ thống miễn dịch của chúng nhận biết và chống lại các protein có trong nước bọt của bọ ve. Họ hy vọng rằng nếu được phát triển hơn nữa, loại vắc-xin này có thể được sử dụng để giúp con người tránh mắc bệnh Lyme nếu bị bọ ve đốt.
So với vắc-xin truyền thống, vắc xin mRNA có nhiều lợi thế hơn. Những lợi thế này bao gồm khả năng cập nhật nhanh chóng vắc-xin khi các biến thể mới xuất hiện, khả năng phát triển vắc-xin kết hợp để chống lại nhiều biến thể (và mầm bệnh) đồng thời và khả năng mở rộng quy mô để phục vụ dân số toàn cầu.
3. Ứng dụng công nghệ mRNA trong vắc xin phòng Covid-19
Vi-rút Covid-19 có cấu trúc gồm 4 proteins, trong đó trên bề mặt của virus này có những protein S, tạo thành hình dạng giống như một chiếc vương miện, cho nên được đặt tên là Corona. Những protein S này là mục tiêu lý tưởng để tạo nên vắc-xin phòng Covid-19. Cách thức mà vắc-xin Covid ứng dụng công nghệ mRNA:
- Đầu tiên, vắc-xin Covid-19 mRNA được tiêm vào cơ thể ở vị trí bắp tay trên. Sau đó mRNA sẽ xâm nhập vào các tế bào cơ và sử dụng cơ chế của tế bào để sản sinh ra mảnh không gây hại của protein S. Protein S này được tìm thấy trên bề mặt vi-rút gây ra bệnh Covid-19. Sau khi sản sinh mảnh protein, các tế bào của chúng ta sẽ phá vỡ và loại bỏ mRNA.
- Tiếp đến, các tế bào thể hiện protein S trên bề mặt của chúng để kích thích hệ miễn dịch. Khi đó hệ miễn dịch của chúng ta nhận ra rằng protein này không thuộc cơ thể. Điều này kích hoạt hệ miễn dịch của chúng ta sản sinh ra các kháng thể và kích hoạt tế bào miễn dịch khác để chống lại. Nó cũng tương tự như cách thức cơ thể chúng ta thực hiện để chống lại bệnh nếu như bị bệnh do Covid-19.
- Vào cuối quá trình phản ứng này, cơ thể chúng ta sẽ học được cách bảo vệ để chống lại việc nhiễm bệnh do vi-rút gây ra Covid-19. Sau vài ngày hoặc một số trường hợp vài tuần thì cơ thể chúng ta sẽ loại bỏ protein S, được sản xuất ra trong quá trình đưa mRNA vào cơ thể.
Trên thế giới hiện có 4 chủng vi-rút cúm. Do mỗi loại đều nhanh chóng biến đổi nên vắc-xin luôn được cập nhật và thay đổi mỗi năm. Vì vậy, mục tiêu hàng đầu của các nhà khoa học là tìm ra một loại vắc-xin phổ quát ngăn chặn được cả 4 chủng vi-rút cúm và các biến chủng trong tương lai. Với sự nhanh chóng và dễ dàng trong sản xuất, vắc-xin dựa trên công nghệ mRNA được kỳ vọng có thể ngăn ngừa nhiều chủng vi-rút cúm.
Đăng ngày: 17/10/2023