mRNA có là cứu tinh của nhân loại?

• Mỹ đã tiêm hơn 300 triệu liều vaccine COVID-19
• Đức tìm ra nguyên nhân gây đông máu sau khi tiêm vaccine COVID-19

Những vụ đặt cược đang thành công

Khi dữ liệu giai đoạn 3 cuối cùng được công bố vào tháng 11 năm ngoái cho thấy, vaccine mRNA do Pfizer/BioNTech và Moderna sản xuất có hiệu quả hơn 90%, Tiến sĩ Anthony Fauci đã không còn lời nào để nói. Ông đã gửi các biểu tượng cảm xúc hình mặt cười cho một nhà báo đang muốn xem phản ứng của ông.

Hiệu quả đáng kinh ngạc này đã được chứng minh trong các nghiên cứu thực tế ở Mỹ, Israel và những nơi khác. Công nghệ mRNA, được phát triển vì tốc độ và tính linh hoạt trái ngược với kỳ vọng, sẽ cung cấp khả năng bảo vệ mạnh mẽ chống lại bệnh truyền nhiễm - đã làm hài lòng và gây kinh ngạc ngay cả những người vốn ủng hộ nó.

Nền tảng Messenger RNA, hay mRNA, có thể mới đối với công chúng toàn cầu, nhưng đó là công nghệ mà các nhà nghiên cứu đã đặt cược trong nhiều thập kỷ. Giờ đây, những vụ đặt cược đó đang thành công và không chỉ khiến đại dịch COVID-19 giết chết hàng triệu người phải trở lui chỉ trong một năm.

Cách tiếp cận này đã dẫn đến các loại vaccine an toàn và hiệu quả đáng kể chống lại một loại virus mới cũng đang cho thấy nhiều hứa hẹn chống lại những "kẻ thù" cũ như HIV và các bệnh nhiễm trùng đe dọa trẻ sơ sinh và trẻ nhỏ, chẳng hạn như virus hợp bào hô hấp (RSV) và siêu vi trùng. 

Nó đang được thử nghiệm như một phương pháp điều trị ung thư, bao gồm cả khối u ác tính và khối u não. Nó có thể cung cấp một phương pháp mới để điều trị các bệnh tự miễn dịch. Và nó cũng đang được coi là một giải pháp thay thế khả thi cho liệu pháp gene đối với các bệnh nan y như bệnh thiếu máu hồng cầu hình liềm.

Các tình nguyện viên được tiêm vaccine mRNA-1273 ngừa COVID-19 của Moderna tại Detroit (Mỹ) vào ngày 5-8-2020.

Các loại vaccine

Câu chuyện về vaccine mRNA bắt nguồn từ đầu những năm 1990, khi nhà nghiên cứu người gốc Hungary Katalin Kariko của Đại học Pennsylvania (Mỹ) bắt đầu thử nghiệm công nghệ mRNA như một hình thức liệu pháp gene. Ý tưởng tương tự liệu rằng các nhà khoa học có muốn sử dụng phân tử mRNA để chữa bệnh hoặc ngăn ngừa nó; gửi hướng dẫn đến các tế bào của cơ thể để tạo ra một cái gì đó cụ thể.

Các nhà nghiên cứu thích sử dụng một phép tương tự trong sách nấu ăn. ADN của cơ thể là cuốn sách nấu ăn. mRNA là một bản sao của công thức - một bản sao sẽ biến mất nhanh chóng. 

Trong trường hợp bệnh di truyền, nó có thể được sử dụng để hướng dẫn các tế bào tạo ra một bản sao lành mạnh của protein. Trong trường hợp vaccine mRNA, nó được sử dụng để ra lệnh cho các tế bào tạo ra thứ trông giống như một mảnh virus, từ đó cơ thể tạo ra các kháng thể và các tế bào hệ thống miễn dịch đặc biệt để phản ứng lại.

Công thức biến mất trong khi nấu chín sản phẩm - phản ứng miễn dịch của cơ thể kéo dài.

Bà Kariko đã không thể hứng thú với ý tưởng này trong nhiều năm. Nhưng trong khoảng 15 năm trở lại đây, bà đã hợp tác với Tiến sĩ Drew Weissman - chuyên gia về bệnh truyền nhiễm tại Penn Medicine - để ứng dụng công nghệ mRNA vào vaccine. 

Kể từ khi các nhà khoa học bắt đầu tập trung vào mối đe dọa của đại dịch COVID-19 gây ra bởi một loại virus cúm hoặc virus Corona mới, họ đã nhận ra sự hứa hẹn của vaccine mRNA trong việc nhanh chóng tạo ra bước ngoặt về một loại vaccine chống đại dịch.

"Nếu bạn muốn tạo ra một loại vaccine cúm mới bằng các phương pháp truyền thống, bạn phải phân lập virus, học cách phát triển, học cách bất hoạt và tinh chế. Điều đó mất hàng tháng. Với RNA, bạn chỉ cần trình tự" - Tiến sĩ Weissman nói với CNN.

Họ thậm chí không cần một mẫu virus.

"Khi người Trung Quốc công bố trình tự của SARS-CoV-2, chúng tôi bắt đầu quá trình tạo RNA vào hôm sau. Vài tuần sau, chúng tôi tiêm vaccine cho động vật" - Tiến sĩ Weissman cho hay.

Mặc dù nghe có vẻ mang tính cách mạng, nhưng ý tưởng này không hề mới đối với Tiến sĩ Weissman, Kariko và những người khác.

"Trong phòng thí nghiệm của tôi, chúng tôi đã nghiên cứu vaccine trong nhiều năm. Chúng tôi có 5 thử nghiệm lâm sàng giai đoạn 1 trước khi vaccine phòng COVID-19 ra mắt" - Tiến sĩ Weissman, người đã làm việc cùng Tiến sĩ Kariko dẫn đến việc chế tạo ra vaccine ngừa COVID-19 của Pfizer/BioNTech, cho biết.

Hai trong số những vaccine thử nghiệm này nhắm vào bệnh cúm, trong đó có một vaccine mà tiến sĩ Weissman hy vọng sẽ được gọi là vaccine cúm phổ thông. Loại vaccine này sẽ chống lại các chủng cúm đột biến nhanh và có thể cung cấp sự bảo vệ cho mọi người trong nhiều năm chỉ với một mũi tiêm, loại bỏ nhu cầu chủng ngừa mới mỗi mùa cúm.

Họ cũng đang nghiên cứu hai loại vaccine chống lại virus gây suy giảm miễn dịch ở người, hay HIV gây ra bệnh AIDS và một loại để ngăn ngừa bệnh mụn rộp sinh dục.

Các nhà nghiên cứu cũng đã nghiên cứu vaccine mRNA để chống lại Ebola, Zika, bệnh dại và cytomegalovirus (gây ra bệnh thủy đậu, giời leo, herpes... - PV).

Một mục tiêu có thể khác: Virus hợp bào hô hấp (RSV). RSV lây nhiễm cho hầu hết mọi người khi còn nhỏ và nó có thể gây nguy hiểm cho trẻ sơ sinh. Theo ước tính của Trung tâm Kiểm soát và Phòng ngừa Dịch bệnh Mỹ (CDC), nó khiến khoảng 100-500 trẻ em và khoảng 14.000 người lớn, chủ yếu trên 65 tuổi, tử vong mỗi năm.

Một trở ngại sẽ là phải tìm ra phiên bản tốt nhất của các virus, theo Jason McLellan - một nhà sinh vật học cấu trúc - chuyên tìm kiếm cấu trúc phù hợp của các cấu trúc virus mục tiêu. Điều đó sẽ cho phép hệ thống miễn dịch của con người nhận ra và xây dựng khả năng phòng thủ tốt nhất để chống lại chúng.

GlaxoSmithKline và Pfizer đều đang làm việc dựa trên điều đó, theo ông McLellan.

McLellan nhắc lại một lần nữa, công việc đang diễn ra đã giúp tăng tốc độ phát triển của vaccine ngừa COVID-19. Trong trường hợp này, nghiên cứu về hội chứng hô hấp cấp tính nghiêm trọng ban đầu giai đoạn 2003-2004 hay còn gọi là SARS, virus gây hội chứng hô hấp vùng Trung Đông hay virus MERS đã giúp các nhà nghiên cứu hiểu được phiên bản nào của cấu trúc dạng núm được tìm thấy bên ngoài virus, được gọi là protein đột biến, để sử dụng trong việc sản xuất vaccine. 

“Chúng tôi đã tìm ra cách để ổn định sự tăng đột biến của virus Corona vào năm 2016. Vì vậy, chúng tôi đã chuẩn bị sẵn mọi kiến thức khi COVID-19 xuất hiện" - McLellan nói.

Weissman cho biết, các loại vaccine tiềm năng khác bao gồm vaccine chống sốt rét, lao và các virus hiếm như virus Nipah - tất cả đều có thể thực hiện được nhờ công nghệ mRNA.

Phòng thí nghiệm của Weissman đang nghiên cứu một loại vaccine ngừa virus Corona phổ rộng có thể bảo vệ chống lại COVID-19, SARS, MERS, Coronavirus gây ra cảm lạnh thông thường và các chủng trong tương lai.

Và vaccine mRNA hoạt động rất tốt. Weissman nói rằng: “Chúng tôi biết nó rất hiệu nghiệm khi thử nghiệm trên chuột, khỉ, thỏ, lợn và gà. Vaccine Pfizer tạo ra phản ứng kháng thể lớn hơn gấp 5 lần so với những gì được thấy ở những người đã khỏi bệnh".

Vaccine mRNA còn được gọi là RNA thông tin đang được sử dụng như một phần trong cuộc chiến chống đại dịch COVID-19. Ảnh:Swachhindia.

Ánh sáng cuối đường hầm cho bệnh nhân ung thư?

Một công dụng rõ ràng khác của công nghệ mRNA là chống lại bệnh ung thư. Cơ thể con người chống lại ung thư mỗi ngày và sử dụng mRNA có thể giúp nó làm điều đó tốt hơn nữa.

“Bạn có thể sử dụng nó để cơ thể sản sinh ra một phân tử có lợi. Các loại tế bào khối u khác nhau có cấu trúc khác nhau, dễ nhận biết ở bên ngoài mà hệ thống miễn dịch có thể nhận ra. Bạn tưởng tượng rằng có thể tiêm cho ai đó mRNA mã hóa kháng thể nhắm mục tiêu cụ thể vào thụ thể đó" - McLellan nói.

Công ty dược Moderna được thành lập để đặc biệt phát triển công nghệ mRNA - đang nghiên cứu vaccine ung thư được cá nhân hóa.

"Chúng tôi xác định các đột biến được tìm thấy trên tế bào ung thư của bệnh nhân" - công ty này cho biết trên trang web của mình. Các thuật toán máy tính dự đoán 20 loại đột biến phổ biến nhất. 

“Sau đó, chúng tôi tạo ra một loại vaccine mã hóa cho từng đột biến này và tải chúng vào một phân tử mRNA duy nhất. Nó được tiêm vào bệnh nhân để giúp điều chỉnh phản ứng miễn dịch tốt hơn chống lại các khối u. Đây là nghiên cứu lâm sàng sớm, giai đoạn 1" - thông tin trên website cho hay.

Những người sáng lập BioNTech là Ugur Sahin và Ozlem Tureci cũng đã nghĩ đến vaccine ung thư ngay từ đầu. Công ty có 8 phương pháp điều trị ung thư tiềm năng trong các thử nghiệm trên người.

Bệnh tự miễn

McLellan cho rằng, sử dụng mRNA để chống lại các bệnh tự miễn dịch là một "lĩnh vực thú vị".

Các phương pháp điều trị hiện tại thô sơ và liên quan đến việc xáo trộn các khu vực cụ thể của phản ứng miễn dịch nhầm lẫn - điều gì đó có thể khiến bệnh nhân mắc bệnh tự miễn dịch như lupus hoặc viêm khớp dạng thấp dễ bị nhiễm trùng.

BioNtech đã làm việc với các nhà nghiên cứu học thuật để sử dụng mRNA điều trị cho chuột được biến đổi gene nhằm chữa trị một căn bệnh tương tự như bệnh đa xơ cứng - một bệnh tự miễn dịch bắt đầu khi hệ thống miễn dịch tấn công nhầm vào myelin - một chất béo bao phủ các tế bào thần kinh.

Ở chuột, phương pháp điều trị dường như giúp ngăn chặn "cuộc tấn công", trong khi giữ nguyên phần còn lại của hệ thống miễn dịch.

Vaccine mRNA do Pfizer/BioNTech và Moderna đang dẫn đầu cuộc đua sản xuất vaccine. Ảnh: Biospace

Liệu pháp gene

Ý tưởng đằng sau liệu pháp gene là thay thế một gene bị lỗi bằng một gene hoạt động bình thường. Bất chấp nhiều thập kỷ làm việc, các nhà nghiên cứu đã không gặt hái được nhiều thành công, ngoại trừ một số bệnh thiếu hụt miễn dịch và một số bệnh về mắt.

Rất khó để tìm một vectơ mang gene đã chỉnh sửa vào tế bào mà không gây ra tác dụng phụ và kéo dài thời gian.

Phương pháp mRNA hứa hẹn sẽ gửi các hướng dẫn để tạo ra phiên bản lành mạnh của protein và Tiến sĩ Weissman nhận thấy có triển vọng đặc biệt trong việc điều trị bệnh hồng cầu hình liềm. mRNA có thể được sử dụng để thay đổi các hướng dẫn đi đến tủy xương, nơi tạo ra các tế bào hồng cầu, bảo chúng tạo ra các tế bào có hình dạng khỏe mạnh hơn.

"Bây giờ chúng tôi có thể nhắm mục tiêu vào tế bào đó. Chúng tôi hy vọng có thể tiêm RNA cho mọi người và nó sẽ nhắm mục tiêu vào các tế bào gốc của tủy xương và chữa trị căn bệnh" - Weissman nói.

Ông cho biết thêm: "Đó là liệu pháp gene mà có giá không tới nửa triệu đô la. "Nó chỉ là một mũi tiêm tĩnh mạch và thế là xong. Các thử nghiệm trên chuột đang cho thấy nhiều hứa hẹn. Bước tiếp theo tiếp cận kiểm thử trên khỉ".

Vào năm 2008, Công ty Shire Pharmaceuticals bắt đầu phát triển phương pháp điều trị mRNA cho bệnh xơ nang - một căn bệnh di truyền chết người do bất kỳ một trong số các đột biến nhỏ đối với gene có tên là CFTR gây ra.

Công nghệ đó hiện thuộc sở hữu của Translate Bio - một công ty chuyên sản xuất vắc-xin và liệu pháp mRNA. Nó đang hoạt động để sửa CFTR bị lỗi trong phổi bằng cách cung cấp mRNA qua máy phun sương.

Bệnh do ve, bọ

Theo tiến sĩ Weissman, phương pháp tiếp cận mRNA cũng có thể hoạt động chống lại một số bệnh do ve.

"Ý tưởng ở đây là nếu bạn miễn dịch với các protein trong nước bọt của bọ ve, thì khi bị bọ ve cắn bạn, cơ thể sẽ sản sinh ra chứng viêm và bọ chét rụng đi" - Tiến sĩ Weissman nói.

Bệnh Lyme do vi khuẩn Borrelia burgdorferi gây ra và bọ chét nói chung phải bám trụ từ 36 đến 48 giờ trước khi truyền vi khuẩn cho vật chủ. Nếu bọ chét rơi ra trước đó, nó không thể truyền bệnh.