Cơ chế phòng Covid-19 của vaccine công nghệ DNA đầu tiên thế giới

Vaccine ZyCov-D của Ấn Độ sử dụng công nghệ DNA, đưa các phân tử DNA mã hóa vào cơ thể, hướng dẫn hệ miễn dịch nhận biết và chống lại mầm bệnh.

Ngày 22/8, ZyCov-D của công ty dược Zydus Cadila, trụ sở Ấn Độ, trở thành vaccine DNA chống Covid-19 đầu tiên trên thế giới được phê duyệt. Vaccine là niềm hy vọng đối với đất nước châu Á vẫn bị dịch bệnh hoành hành.

Trước khi có vaccine công nghệ mRNA và DNA, các hãng dược trên thế giới tập trung vào hai mục tiêu chính. Thứ nhất là tạo virus sống giảm độc lực hoặc bất hoạt, có thể nhân lên trong cơ thể người để kích thích hệ miễn dịch. Thứ hai là tìm kháng nguyên thích hợp để hệ miễn dịch sinh kháng thể chống lại mầm bệnh.

Vaccine ZyCov-D hoạt động thế nào?

Vaccine Pfizer và Moderna được điều chế theo công nghệ mRNA, có khả năng kích thích tế bào người tạo ra protein virus. Sau đó, hệ miễn dịch tiếp xúc với protein và sinh ra kháng thể, các tế bào miễn dịch nhận biết và tiêu diệt mầm bệnh.

Trong khi đó, vaccine DNA không sử dụng toàn bộ virus. Các nhà khoa học sẽ tạo một “vòng tròn” DNA, đưa nó vào tế bào. Các tế bào đọc trình tự gene của nCoV, hình thành một bản sao, sau đó thiết lập lại các protein của virus. Protein này kích hoạt hệ miễn dịch, giúp liên kết các “phòng tuyến” khác của cơ thể chống lại mầm bệnh.

ZyCov-D là vaccine “plasmid DNA” – hướng nghiên cứu đột phá trong thời gian gần đây. Vaccine sử dụng phiên bản virus không thể nhân lên, được biến đổi gene từ phân tử DNA gọi là “plasmid”. Các plasmid được mã hóa với hướng dẫn tạo protein S của nCoV. Khi tiêm vào cơ thể, vaccine cung cấp thông tin cho tế bào, hệ miễn dịch nhận ra mối đe dọa và phát triển kháng thể chống lại virus.

Mô phỏng cơ chế phòng vệ của vaccine công nghệ DNA. Đồ họa: Đại học Boston

Hầu hết loại vaccine Covid-19 hiện nay cần tiêm hai liều, ngoại trừ Johnson & Johnson tiêm một liều. ZyCov-D có cơ chế ba liều, khoảng cách giữa mỗi liều là 28 ngày. Điểm đặc biệt là vaccine được đưa vào cơ thể bằng một ống bơm không mũi tiêm dùng một lần, đưa một dòng chất lỏng hẹp thâm nhập vào da đến mô thích hợp.

ZyCov-D được phát triển bởi Cục Công nghệ Sinh học của Chính phủ và Hội đồng Nghiên cứu Y khoa Ấn Độ (ICMR).

Vaccine an toàn và hiệu quả đến đâu?

ZyCov-D đã được thử nghiệm lâm sàng ba giai đoạn với hơn 28.000 người tham gia. 1.000 người có độ tuổi từ 12 đến 18. Vaccine được cho là an toàn và dung nạp tốt ở nhóm tuổi này.

Tháng 12/2020, ông Pankaj R Patel, chủ tịch tập đoàn Zydus báo cáo thử nghiệm giai đoạn đầu và hai cho thấy vaccine “an toàn, có khả năng sinh miễn dịch”. Ở người đã tiêm chủng, vaccine giúp giảm 67% ca nhiễm có triệu chứng.

Một người được tiêm vaccine Covid-19 tại Trường Trung học Dr. Antonio Da Silva, Ấn Độ, ngày 17/8. Ảnh: AFP

Một ngày sau khi Zycov-D được cấp phép, nhà sản xuất Zydus tuyên bố vaccine hiệu quả 66% đối với biến thể Delta.

“Chúng tôi chưa ghi nhận ca nhiễm đột phá bởi bất cứ biến thể nào khác sau tiêm. Các thử nghiệm vẫn chưa hoàn tất. Chúng tôi còn khoảng 4 đến 6 tháng nữa để gửi toàn bộ dữ liệu của nghiên cứu giai đoạn ba. Việc phê duyệt dựa trên các báo cáo tạm thời của giai đoạn ba”, ông Sharvil Patel, giám đốc điều hành Zydus, cho biết.

“Cả ở người lớn và trẻ em, chúng tôi chưa ghi nhận tác dụng phụ nghiêm trọng nào”, ông nói thêm.

Ưu điểm và hạn chế của vaccine DNA

Các nhà khoa học cho biết vaccine DNA tương đối rẻ, an toàn và ổn định. Chúng có thể được bảo quản ở nhiệt độ cao, từ -2 độ C đến 8 độ C. Zydus tuyên bố vaccine vẫn có thể sử dụng khoảng ba tháng trong mức nhiệt 25 độ C, tạo thuận lợi trong khâu bảo quản và vận chuyển.

Tuy nhiên, trước đây, nhiều loại vaccine DNA thất bại trong khâu thử nghiệm trên bệnh truyền nhiễm ở người. “Vấn đề là chúng hoạt động tốt với động vật. Nhưng cuối cùng, vaccine không tạo ra phản ứng miễn dịch tương tự ở người”, tiến sĩ Gagandeep Kang, chuyên gia virus Ấn Độ, nhận định.

Theo bà, thách thức nằm ở khâu đưa plasmid DNA vào tế bào người nhằm tạo ra phản ứng miễn dịch bền vững. Tiến sĩ Jeremy Kamil, chuyên gia virus tại Trung tâm Khoa học Y tế, Đại học Bang Louisiana ở Shreveport, có quan điểm tương tự. Các vaccine mRNA như Pfizer hoặc Moderna không cần tiếp cận nhân tế bào, song vẫn mang lại hiệu quả cao và tạo miễn dịch lâu dài.

Hạn chế khác của ZyCoV-D là cơ chế ba liều, có thể gây tốn kém và tạo áp lực cho hệ thống y tế.