Cách một kỹ thuật sinh học cấu trúc đóng góp quan trọng vào việc phát triển vắc xin mRNA

Có thể bạn chưa biết,

Vắc xin COVID-19 của BioNTech/ Pfizer và Moderna thuộc một loại vắc xin mới sử dụng RNA thông tin (mRNA): một phân tử mang lệnh chỉ thị cho một tế bào tạo ra một loại protein cụ thể. Chúng đang là đại diện tiêu biểu cho một cách tiếp cận mới trong công nghệ vắc xin. Trong cách tiếp cận mới này, các phân tử mRNA chứa các hướng dẫn tạo ra một protein quan trọng của mầm bệnh được đưa vào cơ thể người. Các tế bào sử dụng mRNA bắt đầu sản xuất protein của mầm bệnh. Điều này chỉ kéo dài trong một thời gian ngắn, bởi vì mRNA sớm bị phân hủy. mRNA và protein được tạo không làm cho người bị bệnh, nhưng đủ để huấn luyện hệ thống miễn dịch nhận biết và tiêu diệt mầm bệnh. Điều thú vị là phương pháp này có thể được sử dụng để đạt được khả năng miễn dịch không chỉ đối với các bệnh nhiễm trùng do vi khuẩn và vi rút mà còn đối với một số loại ung thư, mở ra tiềm năng ứng dụng vô cùng lớn trong y học [2].

 

Nhưng việc đưa mRNA vào tế bào là một thách thức lớn. Nếu mRNA tinh khiết được tiêm vào cơ thể, nó sẽ bị phân hủy ngay lập tức trước khi được tế bào tiếp nhận. Để bảo vệ mRNA quý giá khỏi bị hư hại, các nhà khoa học đã phát triển cách đóng gói nó vào trong các hạt nhỏ, được gọi là hạt nano lipid và đưa nó vào tế bào một cách an toàn. [2]
Hạt nano lipid (LNP) là các hạt cực nhỏ (đường kính dưới 100 nm) được làm từ lipid, thường được sử dụng trong ngành công nghệ sinh học để bảo vệ và đưa các phân tử, chẳng hạn như RNA, đến các tế bào một cách an toàn. Ảnh từ Cristina Sala / BioNTech [2]

Hạt nano lipid

Để phân tích cấu trúc phân tử của các hạt nano mang mRNA, các nhà khoa học sử dụng kỹ thuật tán xạ tia X góc nhỏ (SAXS). SAXS là một công cụ nghiên cứu sinh học cấu trúc rất mạnh, cho phép nghiên cứu trực tiếp cấu trúc phân tử của các hạt trong dung dịch. Sử dụng SAXS, các nhà khoa học có thể nghiên cứu cấu trúc, hiệu quả và hành vi của các hạt nano được tạo thành từ lipid hoặc sự kết hợp của lipid và biopolyme, trong các điều kiện khác nhau (pH, nhiệt độ, nồng độ,…) để đảm bảo rằng chúng có hiệu quả trong việc bảo vệ RNA và chỉ giải phóng nó khi xâm nhập vào tế bào người. Hơn nữa, công cụ này cho phép các nhà khoa học hiểu được điều gì khiến một số hạt nano hoạt động tốt hơn những hạt khác và điều chỉnh chúng cho phù hợp với các ứng dụng mong muốn. Ví dụ, những hiểu biết sâu sắc này có thể được dùng để sửa đổi việc giải phóng mRNA trong tế bào hoặc điều chỉnh các hạt nano để phù hợp hơn với một số loại tế bào nhất định [2].

Cy Jeffries – nhà khoa học tại EMBL Hamburg, giải thích cách một kỹ thuật sinh học cấu trúc gọi là SAXS đóng góp vào sự phát triển của vắc xin RNA mới [1].

 

Đọc thêm ứng dụng và vai trò của SAXS trong ngành công nghiệp dược phẩm hiện nay:

Tán xạ tia X góc nhỏ giúp xác định đặc tính của liposome trong các ứng dụng dược phẩm

Sách trắng – Ứng dụng kỹ thuật Tán xạ tia X góc nhỏ (SAXS) để nghiên cứu, phát triển và bào chế thuốc

#saxsinthelab

Hiện nay, SAXS không còn bị giới hạn ở các trung tâm Synchrotron nữa mà các công cụ SAXS tân tiến và mạnh mẽ nhất với hiệu năng tương đương của Xenocs đã sẵn sàng có trong bất kỳ phòng thí nghiệm nào (#saxsinthelab). Có một công cụ #saxsinthelab như vậy sẽ giúp các nhà khoa học hay công ty dược phẩm đẩy nhanh quá trình phát triển thuốc ở tất cả các giai đoạn khác nhau, giảm tỷ lệ tiêu hao thuốc, thiết lập các quy trình thử nghiệm vững chắc và đảm bảo rằng chỉ những công thức thuốc an toàn, ổn định mới được đưa vào thị trường. Trong đó, vắc xin mRNA là một ví dụ thành công rõ ràng nhất trong việc giúp tạo ra một loại vắc xin với thời gian kỷ lục để ngăn chặn đại dịch Covid-19, bảo vệ hàng tỷ người, và không chỉ giúp nhân loại ứng phó Covid-19 mà còn mở ra cơ hội điều trị ung thư, bệnh tim, các bệnh truyền nhiễm khác chưa từng có trước đây.

SAXS là một kỹ thuật cấu trúc sinh học đã và sẽ có nhiều đóng góp quan trọng vào việc phát triển không chỉ vắc xin mRNA mà còn các loại thuốc mới trong tương lai.

 

Vai trò của SAXS trong nghiên cứu, sản xuất thuốc và vắc xin

Để hiểu rõ ứng dụng cũng như thiết bị SAXS của Xenocs có thể giúp được gì cho công việc nghiên cứu, sản xuất thuốc và vắc xin mới của bạn. Hãy liên hệ với chúng tôi để được tư vấn và biết thêm thông tin chi tiết.

Thiết bị tán xạ tia X góc nhỏ cho ngành dược phẩm – BioXolver

Nguyễn Tiến Dũng tổng hợp

Nguồn:

[1]https://www.embl.org/news/science/how-structural-biology-helps-to-make-rna-vaccines/

[2]https://www.embl.org/news/science/biontech-uni-mainz-embl-hamburg/

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Gọi điện cho tôi Gửi tin nhắn Facebook Messenger
Gọi ngay Form Liên hệ Messenger