Nhưng một thách thức hậu cần kỹ thuật rất lớn của văcxin
mRNA COVID-19, được sử dụng rộng rãi là nhiệt độ bảo quản quá thấp, khiến việc
vận chuyển rất khó khăn mà còn gây tắc nghẽn trong các trung tâm phân phối và bệnh
viện, đặc biệt là những vùng có nguồn lực y tế cộng đồng hạn chế.
Một hạn chế nữa là khó khăn trong vấn đề mở rộng quy mô sản
xuất những văcxin mRNA đầu tiên được FDA phê duyệt, kèm theo đó là những khó
khăn trong vấn đề thiết lập chuỗi cung ứng, sản xuất và phân phối mới, đủ mạnh
để cung cấp một số lượng lớn những loại vắc xin cần thiết để tiêm chủng trên thế
giới.
Các nhà khoa học tiếp tục nghiên cứu một lần nữa. Một nhóm
nghiên cứu thuộc Đại học California (UC) San Diego đã phát triển hai ứng viên vắc
xin Covid-19 giai đoạn đầu “không có tủ lạnh”. Thử nghiệm trên chuột, văcxin
cho thấy sản sinh ra nhiều kháng thể trung hòa SARS-CoV-2, nếu được chứng minh an
toàn trong các thử nghiệm lâm sàng, có thể là một yếu tố thay đổi cuộc chơi đối
với sự công bằng vắc xin toàn cầu.
Nicole Steinmetz, GS Kỹ thuật nano và là giám đốc Trung tâm
Kỹ thuật Miễn dịch Nano tại Trường Kỹ thuật UC San Diego Jacobs nói: “Điều thú
vị về công nghệ vắc-xin của chúng tôi là ổn định nhiệt, dễ dàng tiếp cận những địa
bàn có tủ đông nhiệt độ cực thấp (từ -40 đến -80oC) hoặc cho phép xe tải vận
chuyển mọi nơi với những tủ đông này”.
Hai ứng viên văcxin được tạo ra từ một loại virus thực vật
và vi khuẩn, đó là virus khảm đậu đũa và xạ khuẩn (vi rút chỉ lây nhiễm vi khuẩn),
được gọi là Q beta, có ưu điểm rẻ tiền và dễ sản xuất trên quy mô lớn.
GS Steinmetz nói: “Trồng cây tương đối dễ dàng và sử dụng cơ
sở hạ tầng không quá phức tạp. Quá trình lên men bằng phương pháp sử dụng vi
khuẩn là một quy trình đã được thiết lập trong ngành công nghiệp dược phẩm sinh
học.”
Nhóm khoa học sử dụng cây đậu đũa và vi khuẩn E. coli để tạo
ra hàng triệu bản sao vi rút thực vật và xạ khuẩn, tạo thành những hạt nano nhỏ,
trên đó nhóm nghiên cứu gắn các mảnh protein spike (dằm) SARS-CoV-2.
Bằng cách này, các nhà khoa học tạo ra phiên bản mô phỏng
SARS-CoV-2 do các hạt nano giống như hình dạng và kích thước của virus thực. Những
vi-rút dạng hạt nano này không lây nhiễm đối với người (chỉ lây nhiễm thực vật
và vi khuẩn), nhưng khiến hệ thống miễn dịch cơ thể nhận biết và chuẩn bị chống
lại sự lây nhiễm SARS-CoV-2 thực sự một cách an toàn và hiệu quả.
Hạt nano văcxin Covid-19 không cần tủ đông lạnh đặc chủng và giải pháp chủng ngừa,
Lợi thế bổ sung của các hạt nano cơ bàn này là khả năng điều
khiển, sử dụng những quy trình hóa học gia nhiệt. Hiện nhóm khoa học đang
nghiên cứu đóng gói vắc xin thành các mô cấy dựa trên polyme và các miếng dán
microneedle, có thể được sử dụng để cung cấp vắc xin dễ dàng và không gây đau.
Để tạo ra các miếng dán hoặc cấy ghép, cần trộn vắc-xin với
polyme nấu chảy ở nhiệt độ gần 100 ° C. Giải pháp này sẽ khiến việc tiêm chủng
cho một số lượng lớn người dễ tổ chức và quản lý hơn, nhiều địa bàn khó khăn dễ
tiếp cận vắc xin hơn.
Trong những thử nghiệm, các ứng viên vắc xin Covid-19 của
nhóm được đưa vào chuột bằng cấy ghép, miếng dán microneedle hoặc một loạt hai
mũi tiêm. Cả ba phương pháp đều tạo ra lượng kháng thể trung hòa cao trong máu
chống lại SARS-CoV-2.
Jon Pokorski, GS kỹ thuật nano tại Trường Kỹ thuật UC San
Diego Jacobs, lãnh đạo nhóm phát triển công nghệ tạo ra các mô cấy và các miếng
dán microneedle văcxin cho biết: “Hãy tưởng tượng, những miếng dán văcxin có thể
được gửi đến hộp thư của những người dễ bị tổn thương nhất, để họ không phải rời
khỏi nhà và tiếp xúc với rủi ro”.
“Nếu các phòng khám
có thể cung cấp phương pháp cấy ghép một liều cho những người gặp khó khăn
trong việc thực hiện mũi tiêm thứ hai, điều đó sẽ giúp bảo vệ nhiều người hơn
và ngăn chặn sự lây nhiễm.” GS Pokorski nói.
Hai loại vắc xin này cũng được thiết kế để dễ dàng thích ứng
với bất kỳ biến thể mới xuất hiện nào của virus trong tương lai, do về cơ bản bất
kỳ kháng nguyên hoặc dấu ấn sinh học nào của virus đều có thể được gắn vào bề mặt
hạt nano.
Steinmetz cho biết: “Công nghệ này có thể được điều chỉnh
nhanh chóng để đối phó với nhưng mối đe dọa tiếp theo, loại virus tiếp theo X, chúng
tôi sử dụng cùng một hạt nano, cùng một loại polyme, cùng một thiết bị và cùng
một chất hóa học để kết hợp mọi thứ. Biến số duy nhất thực sự là kháng nguyên
mà chúng ta dán lên trên bề mặt hạt nano. "
Thậm chí có khả năng hạt nano này có thể được áp dụng để tạo
ra một loại vắc-xin coronavirus phổ dụng, điều mà các nhà khoa học đã dày công
nghiên cứu nhằm ngăn chặn các đợt bùng phát dịch tránh khỏi trong tương lai.
Trong công trình nghiên cứu của mình, nhóm của GS Steinmetz đã dán lên bề mặt các
hạt nano bằng những mảnh protein spike của virus SARS-CoV-2, được bảo tồn giữa
SARS-CoV-2 và virus SARS nguyên bản ban đầu.
“Mảnh” cụ thể này, được
gọi là epitope, được lấy từ một vùng protein spike, không liên quan trực tiếp đến
khả năng liên kết tế bào của virus. Nếu so sánh thì các vắc xin hiện tại đều lấy
từ vùng liên kết của protein đột biến.
Oscar Ortega-Rivera, nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại phòng
thí nghiệm GS Steinmetz, tác giả đầu tiên của nghiên cứu giải thích: “Các biểu
bì từ một vùng không liên kết ít có khả năng trải qua những đột biến. Dựa trên những
phân tích trình tự của chúng tôi, mảnh (epitope) mà chúng tôi chọn được bảo tồn
cao trong số những biến thể SARS-CoV-2.”
Nhóm nghiên cứu đang tiến hành các thử nghiệm để xác định hiệu
quả của văcxin chống lại các biến thể nguy hiểm như Delta. Dù vẫn còn một chặng
đường dài từ những thử nghiệm lâm sàng, nhưng phương thức chế tạo văcxin này có
thể cho phép thế giới chuẩn bị tốt hơn cho những nguy cơ bùng phát coronavirus
tiếp theo.