Viện Vi rút học Vũ Hán tạo vắc xin nano dạng xịt mũi hiệu quả để đối đấu 'đại dịch trong tương lai'

Viện Vi rút học Vũ Hán từng nghiên cứu coronavirus ở dơi thời gian dài. Những năm gần đây, Viện Vi rút học Vũ Hán đã vướng vào tranh cãi và sự giám sát từ các quốc gia khác, gồm cả Mỹ, vì cáo buộc rằng đại dịch COVID-19 bắt nguồn từ một vụ rò rỉ trong phòng thí nghiệm tại các cơ sở của Viện này.

Song với sự hỗ trợ liên tục từ chính phủ Trung Quốc, các nhà nghiên cứu tại Viện Vi rút học Vũ Hán đã tiếp tục nghiên cứu về SARS-CoV-2, loại vi rút corona gây ra COVID-19.

Dù các loại vắc xin hiện tại đã được sử dụng để giúp ngăn ngừa sự lây lan của SARS-CoV-2 và giảm tỷ lệ tử vong, không có loại vắc xin nào cung cấp khả năng bảo vệ toàn diện chống lại mọi dạng vi rút, theo nhóm nghiên cứu đứng đằng sau vắc xin nano.

Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng việc kết hợp các epitope của coronavirus (một phần kháng nguyên kích hoạt hệ thống miễn dịch) với protein ferritin trong máu có thể tạo ra vắc xin nano dạng xịt mũi có khả năng bảo vệ chống lại nhiều biến thể SARS-CoV-2, gồm Delta, Omicron và WIV04.

WIV04 là chủng ban đầu được phân lập từ một bệnh nhân ở thành phố Vũ Hán (Trung Quốc), nơi đầu tiên báo cáo về đại dịch COVID-19.

Ferritin là protein nội bào phổ biến lưu trữ sắt và giải phóng sắt theo cách được kiểm soát. Protein này được sản xuất bởi hầu hết sinh vật sống, gồm vi khuẩn cổ, vi khuẩn, tảo, thực vật bậc cao và động vật.

Vắc xin nano, được thử nghiệm trên chuột, cũng cho thấy tiềm năng cung cấp khả năng bảo vệ lâu dài và rộng rãi chống lại các loại coronavirus khác. Điều này có thể chứng minh hiệu quả trong việc ngăn ngừa nhiễm trùng và lây lan các biến thể đột biến trong tương lai.

"Các đại dịch đang diễn ra hoặc trong tương lai do biến thể cùng đột biến của SARS-CoV-2 gây ra nhấn mạnh nhu cầu về các loại vắc xin hiệu quả có khả năng bảo vệ phổ quát. Vắc xin nano do chúng tôi chế tạo nhắm vào các epitope được bảo tồn của những kháng thể trung hòa có từ trước có thể đóng vai trò là ứng cử viên đầy hứa hẹn cho vắc xin SARS-CoV-2 phổ quát", các nhà nghiên cứu viết trong một bài báo được công bố trên tạp chí ACS Nano được bình duyệt.

Hiện vẫn chưa có sự đồng thuận khoa học phổ quát về nguồn gốc của SARS-CoV-2. Các nhà khoa học công bố nghiên cứu vài năm qua ủng hộ cho cả lý thuyết vi rút rò rỉ từ phòng thí nghiệm và lý thuyết khác, gồm cả sự lan truyền từ động vật sang người.

Kể từ năm 2020, các nhà nghiên cứu thuộc Viện Vi rút học Vũ Hán đã tham gia vào hơn 230 bài báo nghiên cứu liên quan đến SARS-CoV-2, gồm cả 6 bài đã được công bố kể từ đầu năm 2024, theo danh sách được Viện này cập nhật.

Dù độ rủi ro toàn cầu từ COVID-19 không hề giống những ngày đầu của đại dịch năm 2020, mối đe dọa do coronavirus không kết thúc.

Hai trong số các đợt bùng dịch phát lớn của thế kỷ này là do một loại coronavirus tương tự nhau gây ra, COVID-19 và SARS (hội chứng hô hấp cấp tính nặng, năm 2003).

Mers (hội chứng hô hấp Trung Đông), cũng do một loại coronavirus gây ra, khiến hàng ngàn người mắc bệnh kể từ khi lần đầu tiên được phát hiện năm 2012.

Các nhà nghiên cứu cảnh báo rằng sự đột biến liên tục của coronavirus sẽ tiếp tục tạo ra các chủng mới. Một số trong đó có thể đủ khả năng lây nhiễm để gây ra các đợt bùng phát vào tương lai và thậm chí là đại dịch toàn cầu khác.

Các nhà khoa học cũng đang nghiên cứu hậu quả lâu dài của đại dịch Covid-19, gồm cả tác động mà vi rút có thể gây ra với sự phát triển của não.

Với mối đe dọa của các bệnh trong tương lai cùng tác động đang diễn ra của các biến thể SARS-CoV-2 mới, việc phát triển vắc xin phổ quát ngày càng trở nên cần thiết.

Vắc xin nano là "nền tảng vắc xin tuyệt vời" dễ sản xuất hơn các loại vắc xin truyền thống, chẳng hạn vắc xin sống giảm độc lực hoặc vắc xin bất hoạt, nhưng vẫn tạo ra phản ứng miễn dịch mạnh mẽ và lâu dài, nhóm nghiên cứu viết trong bài báo.

Vắc xin COVID-19 thường kích thích giải phóng kháng thể trung hòa chống lại glycoprotein gai (S) hoặc miền liên kết thụ thể, cho phép vi rút "gắn kết" với những tế bào.

Các ứng cử viên vắc xin nano hiện tại chủ yếu nhắm vào S1 (một tiểu đơn vị của glycoprotein gai) thay vì S2 vì nó "ít được hệ miễn dịch nhận diện hơn", nhóm nghiên cứu cho biết.

Tiểu đơn vị S2 đồng nhất hơn và được bảo tồn trên các loại coronavirus, cho thấy nó có thể là mục tiêu tốt hơn cho vắc xin phổ phát.

Các nghiên cứu trước đây tìm thấy kháng thể có từ trước trong những tế bào nhận diện kháng nguyên coronavirus, chủ yếu nhắm vào S2 và có thể ngăn cản sự xâm nhập của SARS-CoV-2 vào tế bào.

Để sản xuất vắc xin nano, nhóm nghiên cứu đã kết hợp các epitope của chúng (những peptide ngắn với chuỗi bảo tồn trong S2) với ferritin có nguồn gốc từ vi khuẩn Helicobacter pylori, được biểu hiện trong các tế bào Escherichia coli, nơi nó tổ chức thành các hạt nano.

Sau đó, các hạt nano được tách ra và cô đặc từ các tế bào vi khuẩn để thu được vắc xin, có thể được đưa vào qua đường mũi thay vì tiêm.

Chuột nhận vắc xin nano, tiếp theo là hai mũi tăng cường trong vòng 42 ngày, sản sinh ra mức kháng thể Immunoglobulin G cao hơn so với nhóm đối chứng. Mức này vẫn duy trì ngay cả sau 6 tháng.

Khi những con chuột đã nhận vắc xin nano nhiễm các biến thể khác nhau, gồm cả Omicron và Delta, chúng cho thấy khả năng chống chịu tốt hơn với các triệu chứng phổi do vi rút gây ra.

Theo các nhà nghiên cứu, các kháng thể do vắc xin tạo ra có thể liên kết với những epitope từ các chủng coronavirus khác nhau, gồm MERS, cúm gia cầm và cúm lợn, thể hiện hoạt động trung hòa rộng rãi.

Nhóm nghiên cứu viết rằng vắc xin nano "có khả năng bảo vệ tiềm tàng như một loại vắc xin phổ phát chống lại nhiều loại coronavirus".

Trước đó, nhóm nghiên cứu chỉ ra rằng việc áp dụng một chiến lược tương tự để sản xuất vắc xin nano có thể bảo vệ chống lại vi rút Zika do muỗi truyền.