- Tham gia
- 25/11/2012
- Bài viết
- 351
Vắc-xin axit nucleic là gì và được sử dụng để ngăn ngừa COVID-19 thế nào?
TỔNG QUAN
Vắc-xin axit nucleic sử dụng vật liệu di truyền từ virut hoặc vi khuẩn gây bệnh (mầm bệnh) để kích thích phản ứng miễn dịch chống lại mầm bệnh ấy. Tuỳ thuộc vào loại vắc-xin, vật liệu di truyền có thể là DNA hoặc RNA; trong cả hai trường hợp, DNA và RNA đều cung cấp chỉ thị tạo ra protein cụ thể từ mầm bệnh mà hệ miễn dịch sẽ nhận biết được protein đó là ngoại lai (kháng nguyên). Khi được chèn vào tế bào vật chủ, vật liệu di truyền ấy sẽ được bộ máy sản sinh protein của chính tế bào đọc và sử dụng để tạo ra kháng nguyên, kích hoạt phản ứng miễn dịch.
Đây là công nghệ tương đối mới, vậy nên dù cho vắc-xin DNA và RNA có đang được phát triển để chống lại nhiều căn bệnh, bao gồm HIV, Zika và COVID-19, nhưng cho đến nay vẫn chưa có vắc-xin nào được cấp phép sử dụng trên con người. Một số vắc-xin DNA đã được cấp phép sử dụng cho động vật, gồm có vắc-xin cho ngựa chống lại virut Tây sông Nile.
ƯU ĐIỂM VÀ KHUYẾT ĐIỂM CỦA VẮC-XIN AXIT NUCLEIC
Phản ứng miễn dịch có sự tham gia của tế bào lympho B và lympho T
Không có thành phần sống, vì vậy không có nguy cơ gây bệnh
Tương đối dễ sản xuất
Một số vắc-xin RNA cần được bảo quản cực lạnh
Chưa bao giờ được cấp phép sử dụng trên con người
Có thể cần liều tăng cường
PHƯƠNG PHÁP KÍCH HOẠT MIỄN DỊCH CỦA VẮC-XIN AXIT NUCLEIC
Đối với vắc-xin DNA, một đoạn DNA mã hoá kháng nguyên được chèn vào plasmid của vi khuẩn. Đây là đoạn vòng của DNA được vi khuẩn sử dụng để lưu trữ và chia sẽ gen có lợi cho sự tồn vong của chúng, giống như một chiếc USB. Plasmid có thể tái tạo độc lập từ DNA của chromosome chính và cung cấp phương tiện cơ bản cho việc chuyển hoá gen giữa các tế bào. Vậy nên chúng đã được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực công nghệ gen.
Plasmid của DNA vận chuyển kháng nguyên thường được tiêm vào cơ bắp, nhưng thách thức lớn nhất là khiến chúng xâm nhập vào tế bào con người. Đây là một bước quan trọng cần thiết, vì bộ máy tế bào cho phép kháng nguyên dịch mã thành protein được đặt trong tế bào. Nhiều công nghệ đang được phát triển để hỗ trợ quá trính ấy, như quá trình điện hoá, trong đó các xung ngắn của dòng điện được dùng để tạo ra lỗ hổng tạm thời trên màng tế bào của bệnh nhân; một “khẩu súng gen” sử dụng khí heli để đẩy DNA vào tế bào da; và bao bọc DNA đó trong những hạt nano được thiết kế để hợp nhất với màng tế bào.
Vắc-xin RNA mã hoá kháng nguyên liên quan trong RNA thông tin (mRNA) hoặc RNA tự khuếch đại (saRNA) – những mẫu phân tử được bộ máy tế bào sử dụng để tạo ra protein. Do tính chất tạm thời của chúng, nên chúng không có nguy cơ tích hợp vào vật liệu di truyền của chính chúng ta. RNA này có thể tự tiêm, được bao bọc bên trong các hạt nano (như vắc-xin Covid mRNA của Pfizer), hoặc được đẩy vào tế bào bằng cách sử dụng một số kỹ thuật tương tự được phát triển dành cho vắc-xin DNA.
Khi DNA và RNA vào trong tế bào và bắt đầu sản sinh kháng nguyên, những kháng nguyên này sau đó sẽ bị đẩy lên bề mặt của tế bào, nơi chúng có thể bị hệ miễn dịch phát hiện và kích hoạt phản ứng. Phản ứng này gồm có tế bào sát thủ lympho T, vốn tìm kiếm và phá huỷ các tế bào đã nhiễm bệnh, cũng như tế bào sinh kháng thể lympho B và tế bào hỗ trợ lympho T giúp hỗ trợ quá trình sản sinh kháng thể.
VẮC-XIN AXIT NUCLEIC SẢN XUẤT THẾ NÀO?
Khi bộ gen của mầm bệnh đã được giải trình tự, việc thiết kế vắc-xin phòng chống bất kỳ loại protein nào của mầm bệnh ấy là phần việc tương đối nhanh chóng và dễ dàng. Ví dụ, vắc-xin RNA của Moderna chống COVID-19 đã tham gia thử nghiệm lâm sàng trong vòng 2 tháng sau khi bộ gen của SARS-CoV-2 được giải trình tự. Tốc độ này có thể đặc biệt quan trọng khi đối mặt với mầm bệnh của dịch bệnh mới xuất hiện, mầm bệnh của đại dịch hoặc mầm bệnh đang đột biết nhanh chóng.
Cả vắc-xin DNA và RNA đều tương đối dễ sản xuất, nhưng quá trình sản xuất giữa chúng có hơi khác nhau. Khi DNA mã hoá kháng nguyên được tổng hợp hoá học, DNA ấy được chèn vào plasmid của vi khuẩn với sự trợ giúp của các enzim đặc biệt – một quy trình tương đối đơn giản. Nhiều bản sao của plasmid ấy sau đó được sản xuất trong các thùng khổng lồ chứa vi khuẩn đang phân chia nhanh chóng, sau đó được phân lập và tinh chế. Vắc-xin RNA dễ tổng hợp hơn vì có thể được tổng hợp hoá học từ một khuôn mẫu trong phòng thi nghiệm mà không cần bất kỳ vi khuẩn hay tế bào nào.
Đối với cả hai trường hợp trên, vắc-xin cho các loại kháng nguyên khác nhau có thể được sản xuất trong cùng một cơ sở, giúp cắt giảm chi phí nhiều hơn. Hầu hết các loại vắc-xin thông thường không thể thực hiện giống vậy.
Xem thêm:
https://kenhsinhvien.vn/t/vac-xin-covid-19-moi-dieu-ban-can-biet.812435/#post-2650005
TỔNG QUAN
Vắc-xin axit nucleic sử dụng vật liệu di truyền từ virut hoặc vi khuẩn gây bệnh (mầm bệnh) để kích thích phản ứng miễn dịch chống lại mầm bệnh ấy. Tuỳ thuộc vào loại vắc-xin, vật liệu di truyền có thể là DNA hoặc RNA; trong cả hai trường hợp, DNA và RNA đều cung cấp chỉ thị tạo ra protein cụ thể từ mầm bệnh mà hệ miễn dịch sẽ nhận biết được protein đó là ngoại lai (kháng nguyên). Khi được chèn vào tế bào vật chủ, vật liệu di truyền ấy sẽ được bộ máy sản sinh protein của chính tế bào đọc và sử dụng để tạo ra kháng nguyên, kích hoạt phản ứng miễn dịch.
Đây là công nghệ tương đối mới, vậy nên dù cho vắc-xin DNA và RNA có đang được phát triển để chống lại nhiều căn bệnh, bao gồm HIV, Zika và COVID-19, nhưng cho đến nay vẫn chưa có vắc-xin nào được cấp phép sử dụng trên con người. Một số vắc-xin DNA đã được cấp phép sử dụng cho động vật, gồm có vắc-xin cho ngựa chống lại virut Tây sông Nile.
ƯU ĐIỂM VÀ KHUYẾT ĐIỂM CỦA VẮC-XIN AXIT NUCLEIC
PHƯƠNG PHÁP KÍCH HOẠT MIỄN DỊCH CỦA VẮC-XIN AXIT NUCLEIC
Đối với vắc-xin DNA, một đoạn DNA mã hoá kháng nguyên được chèn vào plasmid của vi khuẩn. Đây là đoạn vòng của DNA được vi khuẩn sử dụng để lưu trữ và chia sẽ gen có lợi cho sự tồn vong của chúng, giống như một chiếc USB. Plasmid có thể tái tạo độc lập từ DNA của chromosome chính và cung cấp phương tiện cơ bản cho việc chuyển hoá gen giữa các tế bào. Vậy nên chúng đã được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực công nghệ gen.
Plasmid của DNA vận chuyển kháng nguyên thường được tiêm vào cơ bắp, nhưng thách thức lớn nhất là khiến chúng xâm nhập vào tế bào con người. Đây là một bước quan trọng cần thiết, vì bộ máy tế bào cho phép kháng nguyên dịch mã thành protein được đặt trong tế bào. Nhiều công nghệ đang được phát triển để hỗ trợ quá trính ấy, như quá trình điện hoá, trong đó các xung ngắn của dòng điện được dùng để tạo ra lỗ hổng tạm thời trên màng tế bào của bệnh nhân; một “khẩu súng gen” sử dụng khí heli để đẩy DNA vào tế bào da; và bao bọc DNA đó trong những hạt nano được thiết kế để hợp nhất với màng tế bào.
Vắc-xin RNA mã hoá kháng nguyên liên quan trong RNA thông tin (mRNA) hoặc RNA tự khuếch đại (saRNA) – những mẫu phân tử được bộ máy tế bào sử dụng để tạo ra protein. Do tính chất tạm thời của chúng, nên chúng không có nguy cơ tích hợp vào vật liệu di truyền của chính chúng ta. RNA này có thể tự tiêm, được bao bọc bên trong các hạt nano (như vắc-xin Covid mRNA của Pfizer), hoặc được đẩy vào tế bào bằng cách sử dụng một số kỹ thuật tương tự được phát triển dành cho vắc-xin DNA.
Khi DNA và RNA vào trong tế bào và bắt đầu sản sinh kháng nguyên, những kháng nguyên này sau đó sẽ bị đẩy lên bề mặt của tế bào, nơi chúng có thể bị hệ miễn dịch phát hiện và kích hoạt phản ứng. Phản ứng này gồm có tế bào sát thủ lympho T, vốn tìm kiếm và phá huỷ các tế bào đã nhiễm bệnh, cũng như tế bào sinh kháng thể lympho B và tế bào hỗ trợ lympho T giúp hỗ trợ quá trình sản sinh kháng thể.
VẮC-XIN AXIT NUCLEIC SẢN XUẤT THẾ NÀO?
Khi bộ gen của mầm bệnh đã được giải trình tự, việc thiết kế vắc-xin phòng chống bất kỳ loại protein nào của mầm bệnh ấy là phần việc tương đối nhanh chóng và dễ dàng. Ví dụ, vắc-xin RNA của Moderna chống COVID-19 đã tham gia thử nghiệm lâm sàng trong vòng 2 tháng sau khi bộ gen của SARS-CoV-2 được giải trình tự. Tốc độ này có thể đặc biệt quan trọng khi đối mặt với mầm bệnh của dịch bệnh mới xuất hiện, mầm bệnh của đại dịch hoặc mầm bệnh đang đột biết nhanh chóng.
Cả vắc-xin DNA và RNA đều tương đối dễ sản xuất, nhưng quá trình sản xuất giữa chúng có hơi khác nhau. Khi DNA mã hoá kháng nguyên được tổng hợp hoá học, DNA ấy được chèn vào plasmid của vi khuẩn với sự trợ giúp của các enzim đặc biệt – một quy trình tương đối đơn giản. Nhiều bản sao của plasmid ấy sau đó được sản xuất trong các thùng khổng lồ chứa vi khuẩn đang phân chia nhanh chóng, sau đó được phân lập và tinh chế. Vắc-xin RNA dễ tổng hợp hơn vì có thể được tổng hợp hoá học từ một khuôn mẫu trong phòng thi nghiệm mà không cần bất kỳ vi khuẩn hay tế bào nào.
Đối với cả hai trường hợp trên, vắc-xin cho các loại kháng nguyên khác nhau có thể được sản xuất trong cùng một cơ sở, giúp cắt giảm chi phí nhiều hơn. Hầu hết các loại vắc-xin thông thường không thể thực hiện giống vậy.
Xem thêm:
https://kenhsinhvien.vn/t/vac-xin-covid-19-moi-dieu-ban-can-biet.812435/#post-2650005
Dịch bởi Kenhsinhvien.vn
