Sau nhiều năm nghiên cứu, nhóm nghiên cứu Viện Công nghệ Sinh học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã làm chủ công nghệ biểu hiện tạm thời trên cây thuốc lá Nicotiana benthamiana để chế tạo kháng nguyên HA của virus cúm A/H5N1. Công nghệ này được chuyển giao bởi CHLB Đức trong Chương trình khoa học công nghệ theo Nghị Định thư, do Bộ Khoa học và Công nghệ chủ trì.
So với công nghệ truyền thống (sản xuất vaccine cúm từ trứng gà) và thế hệ mới khác, đây là công nghệ sản xuất kháng nguyên HA tiểu đơn vị, dựa vào hệ thống thực vật, có độ an toàn tuyệt đối, đáp ứng đầy đủ tiêu chuẩn DIVA (Differentiating Infected from Vaccinated Animals) và cho phép quá trình giám sát bệnh được dễ dàng hơn.
Quy trình tách chiết và thu kháng nguyên HA của virus cúm A/H5N1. Ảnh: Nhóm nghiên cứu.
Đặc biệt, toàn bộ quá trình từ thiết kế, tạo vector chuyển gene đến thu hoạch và chiết xuất để tạo vaccine chỉ mất khoảng 1-2 tháng (các công nghệ truyền thống có thể mất đến nhiều năm), giúp giảm bớt chi phí sản xuất, giá thành sản phẩm và dễ dàng tăng quy mô sản xuất, kịp thời đáp ứng nhu cầu sử dụng vaccine trong nước khi có nguy cơ đại dịch cúm gia cầm xảy ra.
TS. Vũ Huyền Trang, Chủ nhiệm nhiệm vụ cho biết, để áp dụng được công nghệ biểu hiện tạm thời trên thực vật, yếu tố quan trọng nhất trong quá trình chế tạo kháng nguyên là lựa chọn cấu trúc gene HA, cũng như thiết kế được dạng cấu trúc biểu hiện của gene này, sao cho mức độ biểu hiện và tính sinh miễn dịch trên động vật đạt mức cao nhất. Từ đó, nhóm nghiên cứu đã xác định được trình tự gene mã hoá cho kháng nguyên HA, từ 1.081 trình tự gene mã hoá kháng nguyên HA của các chủng virus cúm A/H5N1 gây bệnh trên gia cầm tại Việt Nam từ năm 2003- 2015.
Cấu trúc dạng oligomer hoá của kháng nguyên HA được thiết kế từ trình tự gene. Trình tự gene này đã được lựa chọn và biểu hiện tạm thời thành công trên cây thuốc lá N. benthamiana thông qua vi khuẩn A.tumefaciens, dưới tác động lực đẩy của máy hút chân không.
Để đánh giá khả năng bảo hộ của kháng nguyên HA trên gà thí nghiệm, nhóm nghiên cứu đã phối hợp với Công ty CP Thuốc thú y Trung ương NAVETCO. Kết quả cho thấy tỷ lệ bảo hộ gà của kháng nguyên HA cấu trúc oligomer đạt đến 91,7% (91,7% số gà sống sót sau khi bị lây nhiễm với các chủng virus cường độc). Kết quả nghiên cứu này hứa hẹn tiềm năng ứng dụng kháng nguyên HA này cho sản xuất vaccine phòng bệnh cúm gia cầm tại Việt Nam.
Cây thuốc lá Nicotiana benthamiana ôn đới được trồng trong phòng thí nghiệm để phù hợp với điều kiện phát triển. Ảnh: NX.
PGS. TS Chu Hoàng Hà, Phó Chủ tịch Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, cho biết hiện nay Viện Công nghệ sinh học đã làm chủ được công nghệ tạo kháng nguyên HA dựa vào hệ thống biểu hiện thực vật, các chủng vi khuẩn biểu hiện kháng nguyên HA dưới các dạng cấu trúc khác nhau (trimer hay oligomer), và hệ thống trồng cây thuốc lá thủy canh ở quy mô nhỏ. Hiện lượng kháng nguyên hiện có thể đáp ứng được khoảng một triệu liều khi cần thiết.
"Nhóm nghiên cứu mong muốn tiếp tục nhận được sự hỗ trợ, đầu tư của Nhà nước và các Bộ ngành liên quan để có thể nghiên cứu và xây dựng được hệ thống sản xuất kháng nguyên phòng bệnh cho gia cầm nói riêng cũng như các vật nuôi khác dựa trên công nghệ biểu hiện protein tạm thời ở thực vật ở quy mô lớn hơn, nhằm đáp ứng được nhu cầu thực tiễn của cả nước với hàng trăm triệu liều vaccine khi cần thiết", PGS. Hà nói.
Ông cũng cho biết, ngoài việc áp dụng công nghệ mới này trong sản xuất kháng nguyên HA của virus cúm A/H5N1, nhóm đang nghiên cứu và sẽ đưa công nghệ này vào chế tạo các kháng nguyên của các loài virus đang gây dịch bệnh trên động vật tại Việt Nam như virus gây bệnh dịch tả lợn châu Phi, virus gây bệnh tiêu chảy cấp ở lợn, hoặc virus đang gây bệnh trên người như SAR-CoV-2.
Nguyễn Xuân