Trong khi đại dịch COVID-19 vẫn đang hoành hành trên toàn cầu, các nhà khoa học hàng đầu đã đặt mục tiêu xóa bỏ lo ngại về một đại dịch tiếp theo bằng cách phát triển một loại vaccine đa trị có thể chống lại tất cả các đột biến của virus Corona và bất cứ biến thể nào trong tương lai của virus này.
Tiến sĩ Melanie Saville, Giám đốc Phát triển và Nghiên cứu vaccine tại Liên minh Sáng tạo Sẵn sàng Đối phó đại dịch, nằm trong số những nhà khoa học đang dẫn đầu sứ mạng trên. Ông đã phát đi lời kêu gọi bào chế một loại vaccine có phổ bảo vệ rộng trước tất cả các virus betacorona và bất cứ chủng mới tiềm tàng nào “có thể lây từ động vật sang con người trong tương lai”. Bà Melanie phát biểu với tờ Financial Times: “Chiến lược này đang diễn ra xoay quanh hai câu hỏi then chốt: Những gì chúng ta cần làm để chấm dứt đại dịch này và sau đó chúng ta cần làm gìđể ngăn chặn đại dịch tiếp theo?”.
Virus SARS-CoV-2, đã cướp đi gần 4 triệu sinh mạng trong vòng 18 tháng qua, ít nhất là loại virus betacorona thứ ba đã lây lan ở người trong 20 năm qua. Gia đình virus vốn phổ biến ở loài dơi và chuột nhắt này cũng bao gồm cả SARS-CoV-1, giết trên 700 người vào năm 2003,và MERS-CoV, được phát hiện lần đầu ở Saudi Arabia, làm trên 850 người thiệt mạng kể từ năm 2012.
Với thực tế virus gây COVID-19 khôngthể là virus Corona cuối cùng lây nhiễm cho con người, việc phát triển một mũi vaccine có khả năng bảo vệ con người trước tất cả các loại bệnh tương tự đã trởthành ưu tiên tập trung của một số khoa học gia.
Trong bối cảnh COVID-19 tiếp tục biến đổi nhanh hơn dự kiến, gần đây nhất là sự lan mạnh của biến thể Delta, phát hiện lần đầu ở Ấn Độ, mối quan tâm với sứ mạng của họ ngày càng tăng. Trong vòng 5 năm, “vaccine đa trị” – chống lại tất cả các chủng Corona khác nhau “sẽ giữ vị trí rất lớn khi xuất hiện các biến thể mới”, Giáo sư Chris Whitty, Giám đốc Y tế xứ England, phát biểu.
Tuy nhiên, con đường đi đến vaccine đa trị này còn đầy rẫy thách thức. Các nhà nghiên cứu đã mất nhiều thập kỷ vẫn chưa thể tìm ra một loại vaccine ngăn ngừa HIV – virus gây bệnh AIDS, làm suy giảm hệ miễn dịch ở người,và đến nay vaccine cúm vẫn cần phải cập nhật hàng năm.
Trị cả COVID-19, SARS, MERS và các virus Corona tương lai
Đợt cao điểm bào chế các loại vaccine COVID-19 hiện nay, với nhiều loại đã có hiệu quả cao chống lại chủng SARS-CoV-2 gốc và các biến thể tiếp theo, đã tập trung vào việc tạo ra kháng thể để vô hiệu hóa protein đột biến mà virus sử dụng để xâm nhập vào tế bào người. Tiến sĩ Saville giải thích, khó khăn với cách tiếp cận này có thể là “virus đã tiến hóa để né được phản ứng miễn dịch, vì thế ta cần phải liên tục cập nhật vaccine”.
Trong khi đó, theo Tiến sĩ Saville, các loại vaccine đa trị, thường nhắm mục tiêu vào những mảnh protein trong virus kích hoạt phản ứng miễn dịch, được gọi là epitope (kháng nguyên), và tập trung tấn công những epitope này ở những phần không đột biến của virus, ngay cả dưới “áp lực tiến hóa”.
Nhiều mũi vaccine như vậy cũng tìm cách kích thích sản sinh tế bào T – bên cạnh các kháng thể, loại tế bào dần dần xuất hiện và là một phần quan trọng của phản ứng miễn dịch chống COVID-19.
Ông Paul Higham, Giám đốc điều hành Valo Therapeutics, cho biếtbằng cách nhắm mục tiêu vào những epitope có tỷ lệ đột biến “rất, rất thấp”, vaccine đa trị có thể làm sản sinh phản ứng của tế bào T có thể hiệu quả với bệnh COVID-19, SARS, MERS và những loại virus Corona trong tương lai. Ông hy vọng các công ty ở Helsinki và Oxford sẽ có vaccine sẵn sàng cho thử nghiệm lâm sàng vào cuối năm nay và có thể phục vụ sử dụng công cộng “vào khoảng năm 2022”.
Tuy nhiên, phát triển vaccine có khả năng chống lại nhiều loại mầm bệnh là cực kỳ khó khăn. Tiến sĩ Dennis Burton thuộc Viện Nghiên cứu Scripps ở California (Mỹ), người đã có nhiều năm theo đuổi phát triển vaccine phòng HIV, cho rằng: “Các virus càng khác nhau về thành phần của chúng, ở khía cạnh trình tự gien, thì càng khó để tìm ra kháng thể sẽ hoạt động chống lại chúng. Chẳng hạn, SARS-1 và SARS-2 khá giống nhau và chúng tôi tìm ra nhiều kháng thể sẽ chống lại cả hai chủng virus này”.
Nhưng để mở rộng tầm tấn công đến cả MERS, chưa nói đến các loại virus Corona trong tương lai, sẽ đa dạng hơn, thì khó khăn hơn nhiều, ông Burton khẳng định.
Sự trợ giúp của Trí tuệ nhân tạo
Tiến sĩ Saville tin rằng, tìm ra những epitopecó khả năng bảo vệ chống lại các virus Corona đa dạng sẽ đòi hỏi sử dụng trí tuệ nhân tạo (AI) – công nghệ đang được tăng cường triển khai trong nghiên cứu và phát triển dược phẩm ngày nay.
Tiến sĩ John Lewis, Giám đốc điều hành tại Entos Pharmaceuticals, cho biết công ty của ông đã áp dụng "phương pháp học máy" cho vaccine đa trị của mình. Entos hợp tác với một công ty chuyên về AI, với phần mềm cho phép xác định "34 epitopekhác nhau từ các protein virus Corona khác nhau" sẽ tạo ra phản ứng tế bào T mạnh nhất của con người. Công ty Entos, có trụ sở tại Edmonton, Canada, hy vọng sẽ bắt đầu thử nghiệm trên người trong vòng hai tháng tới.
Trong khi đó, OSE Immunotherapeutics, một công ty công nghệ sinh học của Pháp, đã sử dụng một thuật toán AI mà trước đây họ đã triển khai để phát triển một loại vaccine ung thư. Công nghệ này cho phép xác định 12 kháng nguyên nhắm vào 11 protein, hầu hết trong số chúng nằm trong virus chứ không phải trên bề mặt của nó.
Giai đoạn 1 thử nghiệm trên người đối với vaccine này đã bắt đầu với kết quả dự kiến vào tháng 9. OSE đã kế hoạch giai đoạn 2, được hỗ trợ tài chính từ ngân hàng BPI France mới của Pháp, BPI France, và có thể sẽ thử nghiệm giai đoạn 3 vào năm 2022.
Phương pháp tiếp cận phổ rộng
VBI Vaccines, có trụ sở tại Cambridge, Massachusetts (Mỹ), đã thực hiện một cách tiếp cận khác. Giống như các vaccine COVID-19 hiện tại, vaccine của VBI nhắm vào protein đột biến nhưng đã có thể tạo ra phản ứng miễn dịch rộng hơn.
Giám đốc khoa học David Anderson của công ty cho biết: “Khi chúng tôi chủng ngừa cho động vật, chúng tôi tạo ra các kháng thể có thể bảo vệ chống lại COVID-19, SARS và MERS - giống như việc tạo ra các kháng thể có thể nhìn thấy màu đỏ, vàng và xanh lam. Nhưng hệ thống miễn dịch rất linh hoạt và bạn có thể dạy nó nhìn thứ gì đó nằm giữa màu đỏ và màu vàng, hoặc màu vàng và xanh lam - tức là 'các protein tăng đột biến'. Vì thế, lúc nàychúng đang nhìn thấy màu cam hoặc màu xanh lá cây, cho thấy về cơ bản bạn đã mở rộng phản ứng miễn dịch”. Ông Anderson nói thêm: "Ý tưởng lànhững kháng thể này có thể phát hiện các biến thể sẽ tiếp tục đột biến và xuất hiện theo thời gian”.
Chưa có tiền lệ về "phương pháp tiếp cận phổ rộng" của công ty, nhưng Tiến sĩ Anderson tỏ ra lạc quan. Loại vaccine này đã nhận được sự hỗ trợ tài chính từ cả CEPI và Chính phủ Canada với việc thử nghiệm trên người dự kiến sẽ bắt đầu vào nửa cuối năm nay.
Giám đốc điều hành Jeff Baxter của VBI phát biểu: “Khoa học không phải lúc nào cũng diễn ra như bạn mong đợi và nó không ngừng phát triển khi chúng ta học hỏi thêm. Nhưng thật thú vị khi nghĩ rằng có thể trong vòng 2 năm nữa, mọi người đều có thể được tiêm nhắc lại một loại vaccine đa trị với virus Corona".
