Những vaccine phát triển dựa trên công nghệ mRNA tạo ra phân tử protein đột biến được phủ bởi một lớp nano lipid (chất béo) của tế bào. Khi tiêm vào cơ thể sẽ xảy ra những phản ứng theo những điều kiện của mRNA để tạo ra các protein đột biến SARS-CoV-2. Phản ứng miễn dịch đó sẽ tạo ra các kháng nguyên để bảo vệ cơ thể khi các virus thực sự xâm nhập.
Vaccine mRNA đầu tiên được chấp thuận sử dụng cho người là vaccine Pfizer/ BioNTech và Moderna Covid-19 đang được triển khai trên khắp thế giới.
| Hình ảnh dưới kính hiển vi cho thấy virus Corona giữa các tế hồng cầu. (Nguồn: AFP) |
Tuy nhiên, vẫn còn những vấn đề mà các nhà khoa học cần cải thiện để vaccine mRNA trở nên thực tế hơn và có giá cả phải chăng hơn cho nhân loại. Dưới đây là những vấn đề mà các nhà nghiên cứu vaccine mRNA vẫn đang nỗ lực từng ngày để cải tiến một cách tốt nhất.
Tìm cách kéo dài thời gian bảo quản
Chúng ta đã biết, mRNA và lớp vỏ lipid của nó tương đối không ổn định khi bảo quản trong tủ lạnh hoặc ở nhiệt độ phòng. Bởi vì RNA nhạy cảm hơn DNA, các enzym trong môi trường có nhiệt độ cao có thể khiến nó bị phân hủy.
Để khắc phục vấn đề này, các nhà nghiên cứu đang cố gắng tìm cách giảm bớt sự ảnh hưởng của nhiệt độ lên vaccine mRNA để tăng thời hạn sử dụng. Một phương pháp khác cũng đang được cân nhắc là sản xuất vaccine mRNA dưới dạng bột để tiện cho công việc bảo quản. Khi cần sử dụng, người ta chỉ dùng nước để pha loãng bột vaccine trước khi tiêm. Công ty Arcturus có trụ sở tại California (Mỹ) đang theo đuổi ý tưởng này và sản phẩm vaccine dạng bột đang được thử nghiệm lâm sàng giai đoạn III.
CureVac, công ty phát triển vaccine mRNA Covid-19 cũng đang tham gia kế hoạch sản xuất vaccine khô và đã đạt thời gian bảo quản kéo dài tới ba tháng ở nhiệt độ tủ lạnh.
Giảm lượng vaccine mỗi lần tiêm
Liều lượng vaccine mRNA hiện tại nằm trong khoảng từ 30 microgam (của hãng Pfizer/BioNTech) đến 100 microgam (của Moderna). Trong các thử nghiệm lâm sàng giai đoạn I, liều lượng thấp hơn của vaccine Pfizer/ BioNTech được ghi nhận cũng có tác dụng nhất định.
Tuy nhiên, các nhà khoa học vẫn khao khát duy trì liều lượng ở mức thấp hơn hiện tại. Công ty CureVac đã phát triển vaccine Covid-19 mRNA với liều lượng 12 microgam bằng cách kết hợp những đổi mới trong trình tự mRNA và công thức nano lipid. Tuy nhiên, các chi tiết của công nghệ này hiện được CureVac bảo mật.
Ứng dụng công nghệ mRNA tự khuếch đại là một cách tiếp cận khác để giảm liều vaccine. Kĩ thuật mRNA tự khuếch đại nhằm tạo ra nhiều bản sao của chính nó sau khi được tiêm. Điều này có nghĩa là, về lý thuyết, chỉ cần tiêm một liều thấp hơn liều lượng hiện tại thì mRNA tự khuếch đại và tạo ra cùng mức kháng nguyên tương đương với hai mũi tiêm.
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Imperial College London và công ty Dược phẩm Arcturus đang sử dụng phương pháp này để phát triển vaccine Covid-19. Mặc dù các thử nghiệm mới chỉ vừa hoàn thành giai đoạn I, tuy nhiên đây được coi là phương pháp lý tưởng, bởi khả năng giảm chi phí và tốn ít vật liệu hơn.
Tiêm một mũi duy nhất
Các loại vaccine mRNA Covid-19 hiện tại tiêm theo cơ chế tăng cường. Tức là buộc phải tiêm mũi đầu tiên để khởi động hệ thống miễn dịch, sau đó tiêm tiếp mũi thứ hai để tăng cường phản ứng miễn dịch, cách mũi đầu từ 3-4 tuần.
Sẽ tuyệt vời hơn nhiều nếu một lần tiêm duy nhất có thể mang lại hiệu quả tương tự như hai mũi tiêm. Và nếu Covid-19 tồn tại trong cuộc sống khi đại dịch qua đi, chúng ta sẽ vẫn cần phải tăng cường phản ứng miễn dịch thường xuyên, có thể tiêm chủng phòng ngừa như với vaccine cúm mùa khác trong tương lai. Trong trường hợp này, một mũi tiêm duy nhất hàng năm sẽ trở thành lựa chọn khả thi và đầy đủ nhất, thay vì hai mũi như hiện tại.
Một lần nữa, vaccine mRNA tự khuếch đại sẽ trở nên hữu ích trong trường hợp này. Arcturus đã công bố trực tuyến kết quả đáng khích lệ khi thử nghiệm trên chuột bạch, cho thấy một mũi tiêm vaccine mRNA tự khuếch đại duy nhất đã ghi nhận những phản ứng miễn dịch mạnh mẽ.
Một cách tiếp cận khác được phát triển bởi các nhà nghiên cứu thuộc Viện Công nghệ Massachusetts tiêm các vi cầu polymer có thể giải phóng vaccine vào cơ thể sau khi tiêm ngày đầu tiên và 21 ngày sau đó. Trình tự này có thể coi là hình thức “tăng cường liều lượng” nhưng chỉ gói gọn trong một lần tiêm.
"Đón đầu” các biến thể của virus
Theo các chuyên gia y tế, công nghệ vaccine mRNA rất thích hợp để phản ứng nhanh chóng với các biến thể virus mới. Đó là vì các đặc tính hóa học và vật lý của mRNA vẫn giữ nguyên, ngay cả với những thay đổi trình tự nhỏ cần thiết để phù hợp với các đột biến của virus. Cơ sở này khiến việc phát triển các vaccine mRNA mới, đối phó tốt với các virus đột biến trở nên nhanh chóng và đơn giản hơn nhiều.
Vaccine mRNA được sản xuất để đối phó với các biến thể khác nhau những vẫn có quy trình sản xuất và đóng gói tương tự nhau. Điều này giúp giảm thiểu phản ứng đối với các biến chủng virus mới xuất hiện, chẳng hạn như các biến thể ở Anh và Nam Phi.
Rào cản chính trong vấn đề này chính là những quy định nghiêm ngặt của ngành y tế trong lĩnh vực sản xuất vaccine. Tuy nhiên, trong một cuộc phỏng vấn gần đây, Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Mỹ gợi ý, nếu vaccine mRNA có khả năng chống lại các biến thể virus thì nó có thể được "đặc cách" bỏ qua các thử nghiệm lâm sàng nhỏ, hoặc không cần thử nghiệm cho các virus đột biến trong tương lai.