Nghiên cứu biểu hiện protein tái tổ hợp của virut PCV2 để chế tạo sinh phẩm chẩn đoán và làm nguyên liệu tiến tới sản xuất vắc xin

Trong những năm gần đây, tác động của PCV2 đến ngành công nghiệp chăn nuôi trên thế giới cũng như ở Việt Nam đã được công bố ở nhiều quốc gia và vùng lãnh thổ, trong đó nêu rõ PCV2 là một trong những tác nhân gây bệnh quan trọng cho lợn và gây thiệt hại kinh tế lớn cho ngành chăn nuôi trên toàn thế giới. Tuy là vi rút có kích thước nhỏ (1.7kb) nhưng PCV2 có mức độ tiến hóa cao nhất trong các loại vi rút có cấu trúc ADN và tỷ lệ lưu hành huyết thanh của PCV2 có thể đạt tới 100%. Những báo cáo khoa học cũng cho thấy, vắc xin thương mại chống lại PCV2 được sử dụng rộng rãi từ năm 2006 đã đem lại hiệu quả phòng bệnh cao và giảm đáng kể những thiệt hại kinh tế do PCV2 gây ra. Vắc xin PCV2, dù được sản xuất bằng công nghệ nào (truyền thống hay hiện đại), cũng đều mang protein vỏ (capsid protein) có tính sinh miễn dịch. Một trong những công nghệ tiên tiến đang được áp dụng trong nghiên cứu sản xuất vắc xin phòng bệnh do PCV2 gây ra là công nghệ protein tái tổ hợp. Những thành công bước đầu trong ứng dụng công nghệ này để tái tổ hợp protein ORF2 của PCV2, protein có tính sinh miễn dịch chủ yếu của PCV2, đã mở ra kỷ nguyên mới trong nghiên cứu, phát triển và hoàn thiện vắc xin phòng các bệnh có liên quan đến PCV2 ở lợn.

Trên thế giới, việc ứng dụng công nghệ protein tái tổ hợp đã phát triển mạnh mẽ trong nhiều thập kỷ qua, tuy nhiên ở Việt Nam nó chỉ thực sự được quan tâm tới trong vòng 15 năm trở lại đây. Cho đến nay, các nghiên cứu về protein tổ hợp tại Việt Nam đang phát triển mạnh mẽ, từ nghiên cứu đến ứng dụng đã đạt được nhiều thành tựu. Đây được xem là sự khởi đầu tiềm năng, thúc đẩy nước ta trên con đường phát triển công nghệ sinh học nói chung và protein tái tổ hợp nói riêng nhằm phát triển sản phẩm phục vụ trong và tiến tới ngoài nước. Nhiều hệ thống biểu hiện protein đã được phát triển và ứng dụng để tái tổ hợp các protein quan trọng dùng làm chế phẩm sinh học chẩn đoán và vắc xin tái tổ hợp như hệ thông biểu hiện E.Coli, nấm men, thực vật hay gần đây là hệ thống biểu hiện tế bào côn trùng.

Hệ thống tế bào côn trùng bao gồm hệ thống biểu hiện baculovirus được xem là phổ biến và được sử dụng rất rộng rãi với mục đích sản xuất protein tái tổ hợp ở nhiều nước trên thế giới. Trong hệ thống biểu hiện baculovirus, ngoài tế bào côn trùng (insect cell), ấu trùng và nhộng cũng được sử dụng để sản xuất protein tái tổ hợp. Ưu điểm nổi bật của hệ thống biểu hiện này là baculovirus không có khả năng nhân lên (replication) trên tế bào động vật và chúng được xem như là rất an toàn với động vật, chim và cá. Chính vì vậy, công nghệ tái tổ hợp protein sử dụng baculovirus đã được ứng dụng để sản xuất vắc xin thương mại cho người và động vật. Tuy nhiên, việc ứng dụng công cụ hữu ích này trong thú y và nhân y tại Việt Nam còn rất hạn chế.

Hiện nay, vắc xin phòng các bệnh có liên quan đến PCV2 đã được sử dụng rộng rãi trên thực địa, trong đó phải kể đến 2 nhóm vắc xin thương mại: vắc xin vô hoạt và văc xin thế hệ mới như vắc xin tiểu phần sản xuất trên hệ thống biểu hiện baculovirus. Điều này cho thấy những ưu điểm vượt trội của hệ thống biểu hiện này trong sản xuất vắc xin phòng các bệnh có liên quan đến PCV2 ở Việt Nam cũng như trên thế giới.

Xuất phát từ yêu cấu thực tiễn trong công tác phòng chống các bệnh có liên quan với PCV2 và những thành công đã đạt được trong việc sử dụng hệ thống baculovirus nhằm sản xuất protein tái tổ hợp, TS. Đặng Vũ Hoàng, Viện Thú y cùng các đồng nghiệp đã tiến hành đề tài “Nghiên cứu biểu hiện protein tái tổ hợp của vi rút PCV2 để chế tạo sinh phẩm chẩn đoán và làm nguyên liệu tiến tới sản xuất vắc xin”.

Sau một thời gian nghiên cứu, đề tài đã thu được một số kết quả sau:

- Đề tài đã tái tổ hợp thành công protein ORF2 của vi rút PCV2 trên tế bào côn trùng bằng hệ thống biểu hiện Baculovirus. Protein ORF2 tái tổ hợp dạng thô và dạng tinh khiết mang hoạt tính sinh học tự nhiên (được nhận diện bởi kháng thể kháng vi rút PCV2)

- Thiết lập thành công phương pháp ELISA sử dụng kháng nguyên ORF2 tái tổ hợp bằng hệ thống biểu hiện Baculovirus. ELISA sử dụng kháng nguyên ORF2 tái tổ hợp của vi rút PCV2 có độ đặc hiệu (97.16%) và độ nhạy (100%) khi so sánh với hai phương pháp tham chiếu, kít ELISA thương mại và IPMA, và hoàn toàn phù hợp cho công tác chẩn đoán huyết thanh học phát hiện kháng thể kháng vi rút PCV2 trong huyết thanh lợn, điều tra dịch tễ các bệnh có liên quan tới vi rút PCV2 tại Việt Nam.

- Sản xuất đủ lượng kháng nguyên tái tổ hợp dùng cho ELISA chẩn đoán để phát hiện kháng thể kháng vi rút PCV2 (tương đương 775 bộ kít hoặc 31.000 phản ứng), So với yêu cầu của đề tài là 1,6 mg protein ORF2 tái tổ hợp (tương đương 8.000 phản ứng hoặc 200 kít)

- Kháng nguyên ORF2 tái tổ hợp bằng hệ thống biểu hiện baculovirus có tính sinh miễn dịch cao. Cụ thể: Kháng thể kháng lại kháng nguyên ORF2 tái tổ hợp có khả năng bảo hộ chống lại vi rút PCV2, giảm mạnh lượng vi rút PCV2 trong tổ chức lympho và trong máu của lợn khi thử thách cường độc với PCV2 thực địa (giá trị p< 0,05). Kháng nguyên ORF2 tái tổ hợp bằng hệ thống baculovirus hoàn toàn phù hợp và là ứng cử viên tiềm năng để phát triển vắc xin tái tổ hợp phòng bệnh do PCV2 gây ra tại Việt Nam. 77

- Sản xuất đủ lượng protein ORF2 tái tổ hợp (1000 ml ở nồng độ 107 pfu/ml) có tính kháng nguyên cao, tương đương đủ để sản xuất 1000 liều vắc xin PCV2 tái tổ hợp.

Có thể tìm đọc toàn văn báo cáo kết quả nghiên cứu (Mã số 15122/2018) tại Cục Thông tin KH&CN Quốc gia.

P.K.L (NASATI)