Tìm hiểu về vắc xin có nguồn gốc từ thực vật

Thông thường, vắc xin được chế tạo bằng cách sử dụng một hay một phần tác nhân gây bệnh đã giảm độc lực hoặc đã chết/bất hoạt. Tuy nhiên với quy trình sản xuất phức tạp và các tác dụng phụ có thể gặp phải do nhiễm các tác nhân ngẫu nhiên lây nhiễm vào nguyên liệu, vắc xin có nguồn gốc từ thực vật đã ra đời để khắc phục các tình trạng này.

Khởi đầu của nghiên cứu

Vắc xin có nguồn gốc thực vật đầu tiên được nghiên cứu và phát triển vào năm 1989 tại Viện nghiên cứu Scripps thuộc La Jolla, California, do nhóm nghiên cứu được dẫn dắt bởi A. Hiatt tiến hành. Sau khoảng 10 năm, vào năm 1998, Viện Dị ứng và Bệnh truyền nhiễm Quốc gia Hoa Kỳ (NIAID) đã cung cấp chứng nhận rằng vắc xin có nguồn gốc thực vật có thể tạo ra đầy đủ các phản ứng miễn dịch sau khi tiêm phòng.

Đến năm 2006, Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ đã chấp thuận loạt vắc xin có nguồn gốc thực vật đầu tiên. Sau đó, loại vắc xin này đã được chấp thuận sử dụng trong bảo vệ gia cầm khỏi vi rút gây bệnh Newcastle (NDV), đồng thời cũng là loại vắc xin có nguồn gốc từ thực vật duy nhất được thông qua sử dụng tại Hoa Kỳ.

Vắc xin có nguồn gốc từ thực vật được sản xuất như thế nào?

Công tác sản xuất vắc xin có nguồn gốc thực vật được tiến hành bằng công nghệ tái tổ hợp, cụ thể là các protein kháng nguyên mong muốn sẽ được các gen mã hóa, sau đó sẽ tích hợp vào bộ gen thực vật. Vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens được lựa chọn để tiến hành chuyển gen và chuyển đổi vắc xin.

Với sự phát triển của công nghệ, nhiều phương pháp chuyển đổi mới được sử dụng trong công cuộc sản xuất vắc xin có nguồn gốc từ thực vật như sóng siêu âm, bắn phá sinh học, qua trung gian PEG và điện di.

Những thuận lợi và thách thức phải đối mặt

Bất kỳ một nghiên cứu nào đều có ưu điểm và khó khăn riêng, nghiên cứu về vắc xin không phải là ngoại lệ.

Thuận lợi

Công tác nghiên cứu vắc xin có nguồn gốc từ thực vật đã tìm thấy những ưu điểm của loại vắc xin này bao gồm:

• Có thể sản xuất với số lượng lớn nhưng vẫn đảm bảo tiết kiệm được chi phí.
• Sử dụng kháng nguyên có nguồn gốc từ thực vật như khoai tây hoặc ngô (bắp) sẽ đem đến độ ổn định và thời hạn sử dụng cao.
• Khả năng xảy ra tác dụng phụ khá thấp do tình trạng nhiễm bệnh chỉ đến từ tác nhân là vi rút thực vật.
• Điều kiện bảo quản và lưu trữ đơn giản.
• Dễ dàng xử lý sau khi sử dụng.
• Có thể dùng đường uống hoặc qua niêm mạc, vì vậy không cần dùng đến kim tiêm.

Thách thức

Tuy có nhiều ưu điểm, tuy nhiên việc phát triển vắc xin có nguồn gốc từ thực vật cũng đi kèm theo một vài thách thức. Những thách thức này chủ yếu liên quan đến quá trình sản xuất và đảm bảo quy trình sản xuất loại vắc xin này.

Hệ thống biểu hiện kháng nguyên và thực vật

Một bước vô cùng quan trọng trong quá trình sản xuất và phát triển vắc xin có nguồn gốc từ thực vật là việc lựa chọn kháng nguyên và vật chủ có thể cho hệ thống biểu hiện phản ứng phù hợp nhất. Lý do là vì không phải tất cả các kháng nguyên đều tương thích với cây chủ được chọn. Công tác chọn ra hệ thống biểu hiện tối ưu có thể hỗ trợ đảm bảo được tính an toàn của vắc xin, đồng thời giúp tăng độ ổn định nhiệt của chúng.

Đảm bảo duy trì tính nhất quán của liều lượng

Mặc dù có nguồn gốc từ thực vật, tuy nhiên liều lượng vắc xin sẽ khác nhau do có sự khác nhau giữa các cây cùng loài. Những khác biệt này có thể xảy ra giữa các thế hệ do sự thay đổi về kích thước, độ chín của quả hoặc cây. Do đó, việc đảm bảo được liều lượng tương đương nhau giữa các đơn vị vắc xin là một khó khăn mà công tác nghiên cứu vắc xin có nguồn gốc từ thực vật phải đối mặt.

Công tác tuân thủ GAP và GMP

Việc tuân thủ các nguyên tắc Thực hành sản xuất nông nghiệp tốt (GAP) và Thực hành sản xuất tốt (GMP) là điều bắt buộc khi tiến hành sản xuất các chế phẩm y tế, đặc biệt là vắc xin, cụ thể ở đây là vắc xin có nguồn gốc từ thực vật. Để đảm bảo được chất lượng và quy trình sản xuất tuân thủ theo GAP và GMP thì các cơ sở sản xuất cần được trang bị tốt và đúng quy định để có thể thực hiện tốt chu trình sản xuất vắc xin từ thực vật.

Bên cạnh việc phải đảm bảo cơ sở sản xuất phải phù hợp với quy trình và tuân thủ các quy tắc, đội ngũ nhân viên cũng là một yêu cầu cần phải có. Để có thể vận hành được các quy trình sản xuất vắc xin khác nhau đòi hỏi phải có nhân viên có tay nghề và được đào tạo đầy đủ.

Tiềm năng phát triển trong tương lai

Với một loại vắc xin mới như vắc xin có nguồn gốc từ thực vật thì đây là một sản phẩm có tiềm năng to lớn trong việc điều trị bệnh. Mặc dù quy trình phát triển đã có nhiều tiến bộ nhưng vẫn cần phải có phương pháp cung cấp gen phù hợp hơn để có thể đạt được hiệu quả tối ưu trong quá trình sản xuất vắc xin.

Ngoài ra, cần phải xem xét đến các mối quan ngại về đạo đức sinh học liên quan đến quá trình sản xuất vắc xin có nguồn gốc từ thực vật, chẳng hạn như nguy cơ truyền chất gây dị ứng từ thực vật chuyển gen sang người và động vật. Bên cạnh đó, cần phải đảm bảo tuân thủ các quy tắc của quá trình sản xuất, xây dựng một cơ sở sản xuất cùng với đội ngũ nhân viên phù hợp và đầy đủ chuyên môn để quy trình sản xuất vắc xin có thể được tiến hành trên quy mô lớn và thuận lợi hơn.

Vắc xin là một phương thức hiệu quả và tiết kiệm chi phí để giảm gánh nặng bệnh tật đến từ các bệnh truyền nhiễm. Giữa nhiều thách thức liên quan đến vắc xin truyền thống, vắc xin có nguồn gốc từ thực vật đã đem đến một lựa chọn mới đối với công tác phòng ngừa và điều trị bệnh. Tuy vẫn phải đối mặt với nhiều khó khăn, nhưng khi quy trình phát triển loại vắc xin này ngày một hoàn thiện hơn, thì đây là một loại vắc xin có tiềm năng phát triển lớn trong tương lai.