Thiết kế vắc-xin từ protein nhân tạo

Vắc xin là một trong những biện pháp can thiệp hiệu quả nhất để ngăn ngừa sự lây lan của các bệnh truyền nhiễm. Chúng kích hoạt hệ thống miễn dịch để tạo ra các kháng thể bảo vệ cơ thể chống lại nhiễm trùng. Tuy nhiên, chúng ta vẫn thiếu vắc-xin hiệu quả cho nhiều mầm bệnh quan trọng như cúm hoặc sốt xuất huyết.

Giáo sư Bruno Correia ở phòng thí nghiệm của Protein Design & Immunoengineering (LPDI) tại Trường Kỹ thuật của EPFL, cho biết: Khi vắc-xin không hoạt động tốt, chúng tôi có xu hướng nghĩ rằng đó là do các kháng thể được tạo ra không có tác dụng bảo vệ. Đó thường là bởi vì hệ thống miễn dịch của chúng ta chỉ đơn giản là tạo ra các loại kháng thể sai. Các nhà khoa học tại phòng thí nghiệm của Correia hiện đã phát triển một chiến lược để thiết kế các protein nhân tạo hướng dẫn rất chính xác hệ thống miễn dịch của cơ thể tạo ra các kháng thể.

Tiến sĩ Che Yang, cho biết: “Nhóm EPFL đã tạo ra các protein nhân tạo được thiết kế bằng các phương pháp tính toán. Chúng không tồn tại trong tự nhiên".

Đồng tác giả Fabian Sesterhenn: "Chúng tôi đã phát triển một thuật toán thiết kế protein có tên là TopoBuilder. Nó cho phép bạn xây dựng các protein gần như thể bạn lắp ráp lego lại với nhau. Lắp ráp các protein nhân tạo có chức năng mới lạ là hoàn toàn hấp dẫn”.

Nhóm của Correia tập trung vào việc thiết kế các protein de novo có thể tạo ra vắc-xin cho vi-rút hợp bào hô hấp (RSV). RSV gây nhiễm trùng phổi nghiêm trọng và là nguyên nhân hàng đầu nhập viện ở trẻ sơ sinh và người già. Correia nói: "Mặc dù đã có nhiều thập kỷ nghiên cứu, cho đến ngày nay, vẫn chưa có vắc-xin hoặc thuốc chữa virus hợp bào hô hấp".

Các protein nhân tạo được tạo ra trong phòng thí nghiệm và sau đó được thử nghiệm trên các mô hình động vật và kích hoạt hệ thống miễn dịch để tạo ra các kháng thể đặc hiệu chống lại các điểm yếu trong RSV. Correia nói: "Phát hiện của chúng tôi rất đáng khích lệ vì chúng chỉ ra rằng một ngày nào đó chúng tôi sẽ có thể thiết kế các loại vắc-xin nhắm vào các loại vi-rút cụ thể hiệu quả hơn, bằng cách thúc đẩy hệ thống miễn dịch tạo ra các kháng thể đặc biệt đó". "Chúng tôi vẫn còn rất nhiều công việc phía trước để làm cho vắc-xin mà chúng tôi phát triển có hiệu quả hơn nữa. Nghiên cứu này là bước đầu tiên theo hướng đó".

Các phương pháp tạo protein de novo có ứng dụng vượt xa miễn dịch học, chúng cũng có thể được sử dụng trong các ngành công nghệ sinh học khác nhau để mở rộng phạm vi cấu trúc và chức năng của protein tự nhiên. Sesterhenn kết luận: "Bây giờ chúng ta có thể sử dụng các công cụ thiết kế protein để tạo protein cho các ứng dụng y sinh khác như thuốc dựa trên protein hoặc vật liệu sinh học chức năng".

Đ.T.V (NASATI), theo https://medicalxpress.com/news/2020-05-vaccines-artificial-proteins.html, 15/5/2020