Nghiên cứu sản xuất kháng nguyên HA của virus cúm A/H5N1 có tính sinh miễn dịch cao bằng phương pháp biểu hiện tạm thời trên cây thuốc lá

Từ năm 2003 đến nay, virus cúm A/H5N1 thể độc lực cao gây dịch cúm gia cầm đã bùng phát ở nhiều nước trên thế giới, trong đó Việt Nam là điểm nóng của các dịch bùng phát với số ổ dịch cao nhất trên thế giới. Dịch cúm gia cầm liên tục tái phát hàng năm với tốc độ lây lan nhanh và diễn biến phức tạp. Hàng chục triệu gia cầm và thuỷ cầm đã bị chết hoặc bị tiêu huỷ gây thiệt hại kinh tế nặng nề cho ngành chăn nuôi. Đặc biệt, chủng virus cúm A/H5N1 có thể xâm nhiễm gây bệnh ở người với tỉ lệ tử vong rất cao và đang trở thành mối đe dọa nguy hiểm cho sức khoẻ cộng đồng. Sự tiến hoá của virus cúm gia cầm A/H5N1 có thể làm thay đổi tính kháng nguyên dẫn đến ảnh hưởng đáp ứng miễn dịch của gia cầm khi được tiêm phòng vắc xin.

Do đó, nếu có thể chủ động được nguồn vắc xin sẽ giảm chi phí cho nền kinh tế và chủ động đáp ứng nhanh nhu cầu khi có các biến chủng virus mới xuất hiện tại Việt Nam. Vì thế, TS. Vũ Huyền Trang cùng các cộng sự tại Viện Công nghệ Sinh học đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu sản xuất kháng nguyên HA của virus cúm A/H5N1 có tính sinh miễn dịch cao bằng phương pháp biểu hiện tạm thời trên cây thuốc lá” từ năm 2015 đến năm 2019.

Một số kết quả nổi bật của nghiên cứu:

- Đã lựa chọn các chuỗi gen mã hoá kháng nguyên HA của chủng virus cúm A/H5N1 đang lưu hành tại Việt Nam trong những năm gần và phân tích đổi mã gen và tổng hợp nhân tạo được 04 chuỗi gen mã hoá kháng nguyên HA của chủng virus cúm A/H5N1 trên cơ sở trình tự đã biến đổi, trong đó có 2 gen HA tự nhiên (H5TG và H5Dk) và 2 gen HA nhân tạo (HACOBRA1 và HACOBRA2).

- Đã thiết kế được 12 vector biểu hiện mang gen mã hóa kháng nguyên HA đơn chủng và đa chủng dạng trimer, oligomer ELP và oligomer IgMFc; và tạo chủng A. tumefaciens mang vector tương ứng.

- Biểu hiện của tất cả các dạng kháng nguyên HA tái tổ hợp trong thuốc lá đều được xác nhận. Đã tinh sạch được 115,26 mg protein HA tái tổ hợp của chủng virus cúm A/H5N1 clade 1.1; 102,25 mg protein HA tái tổ hợp của chủng virus cúm A/H5N1 clade 2.3.2.1c; 100,17 mg protein HA tái tổ hợp của chủng virus cúm A/H5N1 clade clade 1.1 + 2.3.2.1c.

- Đã xây dựng thành công quy trình công nghệ biểu hiện tạm thời kháng nguyên HA của virus cúm A/H5N1 trên cây thuốc lá ở quy mô 20 cây. Với quy trình này, lượng kháng nguyên HA dung hợp pII-ELP-IgMFc biểu hiện trong lá thuốc lá đạt 502,7 - 630,3 mg/1kg lá tươi.

-  Đã xây dựng thành công quy trình tinh sạch thu nhận các kháng nguyên HA dung hợp pII-ELP-IgMFc từ cây thuốc lá bằng màng mITC với hiệu suất tinh sạch đạt từ 94,98 -96,01%.

- Đã xác định được đặc điểm cấu trúc và chức năng của các protein HA dạng trimer và oligomer nghiên cứu.

- Tất các kháng nguyên HA tái tổ hợp (ngoại trừ các dạng kháng nguyên HACOBRA2) đều kích thích sản sinh kháng thể IgG đặc hiệu HA trên chuột và gà. Hiệu giá kháng thể bảo hộ cúm gia cầm với đồng gen (homogenous) và đồng clade sau ba lần tiêm trên chuột và trước công cường độc trên gà đều đạt trên 4log2 và đã được đơn vị thứ ba độc lập kiểm tra.

Kết quả thí nghiệm công cường độc trên gà thu được: Tỷ lệ bảo hộ đồng clade khi tiêm các nhóm kháng nguyên HA tái tổ hợp đơn chủng clade 1.1: H5TG-pII, H5TG- BCTK. pII-ELP-IgMFc và H5TG-pII-IgMFc lần lượt là 50%, 60% và 80%. Tỷ lệ bảo hộ đồng clade khi tiêm các nhóm kháng nguyên HA tái tổ hợp đơn chủng clade 2.3.2.1c: H5Dk-pII, H5Dk-pII-ELP-IgMFc và H5Dk-pII-IgMFc lần lượt là 80%, 50% và 90%. Tỷ lệ bảo hộ đồng clade khi tiêm kháng nguyên H5TG-H5Dk-pII-ELP-IgMFc mang đồng thời HA của chủng clade 1.1 và clade 2.3.2.1c là 20% khi công cường độc với virus cúm A/H5N1 clade 1.1 và 50% khi công cường độc với virus cúm A/H5N1 clade 2.3.2.1c. Cấu trúc HA oligomer IgMFc đơn chủng cho tỷ lệ bảo hộ trên gà cao nhất (80-90%).

Có thể tìm đọc báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 16845/2019) tại Cục Thông tin Khoa học và Công nghệ Quốc gia.

N.P.D (NASATI)