Khả năng miễn dịch của một ứng viên DNA vaccine INO-4800 cho COVID-19

Tác giả: Võ Phạm Thủy Tiên, Đặng Thị Trâm, Lê Châu Thảo Vy

Mentor: Võ Đức Duy, Ph.D.

Tổng quan

COVID-19, bệnh viêm phổi do nhiễm coronavirus chủng mới, SARS-CoV-2, đã được xác nhận là đại dịch toàn cầu. Hiện nay, không có sẵn vaccine phòng ngừa nào được cấp phép cho COVID-19.

Để đáp ứng nhu cầu cấp bách ngăn chặn sự lây lan nhanh chóng của COVID-19, một phương pháp tiếp cận vaccine dựa trên DNA tổng hợp với tiềm năng đẩy nhanh thời gian phát triển đã được nghiên cứu bởi công ty dược Inovio và thử nghiệm trên chuột nhắt và chuột lang.

Hình 1: Sơ đồ tóm tắt cấu trúc, cơ chế, và hiệu quả (miễn dịch dịch thể và miễn dịch tế bào) của INO-4800. (A) Sơ đồ cấu trúc và cơ chế của INO-4800. (B) Khả năng tạo miễn dịch dịch thể của INO-4800 trên chuột BALB/c, chuột C57BL/6, và lợn sau tiếp nhận các liều lượng khác nhau của vaccine. (C) Khả năng tạo miễn dịch tế bào của INO-4800 trên chuột BALB/c sau tiếp nhận 2.5 µg hoặc 10 µg vaccine.

Phương pháp và kết quả nghiên cứu

Các cấu trúc DNA vaccine COVID-19 được thiết kế và tổng hợp bằng cách chèn trình tự kháng nguyên đích spike protein SARS-CoV-2 vào một khung plasmid vector pGX0001, tạo ra plasmid pGX9501 và pGX9503. Sự biểu hiện của spike protein SARS-CoV-2 đã được xác nhận ở cả mức độ RNA và protein sau khi biến nạp in vitro lần lượt các dòng tế bào COS-7 và 293T với các cấu trúc ứng viên vaccine pGX9501 và pGX9503. Theo đó pGX9501 được chọn là cấu trúc vaccine INO-4800 do các trình tự Spike protein SARS-CoV-2 công bố gần đây tương đồng >99.9% trình tự nhận biết amino acid với pGX9501.

Khả năng miễn dịch của INO-4800 được đánh giá dựa trên đáp ứng miễn dịch tế bào (đáp ứng kháng nguyên đặc hiệu tế bào T, đáp ứng phản ứng chéo chống lại SARS-CoV) và đáp ứng miễn dịch thể dịch (chức năng các kháng thể vô hiệu hóa sự lây nhiễm SARS-CoV-2 và ngăn Spike protein liên kết với thụ thể vật chủ của nó – ACE2, và sự phân phối các kháng thể đến phổi) khi theo dõi quá trình miễn dịch của chuột nhắt và chuột lang với INO-4800.

Sự biểu hiện và khả năng miễn dịch của ứng viên vaccine DNA tổng hợp ở các mô hình động vật thử nghiệm đã được xác nhận. Các đáp ứng thể dịch và tế bào T đã được ghi nhận ở chuột nhắt. Các đáp ứng miễn dịch tế bào cũng đã được chỉ ra là có liên hệ với sự hồi phục tích cực hơn trong ca lây nhiễm MERS-CoV, và dường như là quan trọng để kháng lại sự lây nhiễm SARS-CoV. Phản ứng chéo của đáp ứng tế bào gây ra bởi INO-4800 kháng lại SARS-CoV đã được phát hiện ở chuột nhắt. Kháng thể vô hiệu hóa (nAb) cũng được xác định ở cả chuột nhắt và chuột lang. Ở chuột lang, đã ghi nhận các hàm lượng kháng thể liên kết S protein SARS-CoV-2 và sự ngăn chặn tương tác ACE2/S protein SARS-CoV-2  trong các mẫu huyết thanh từ các động vật được tiêm INO-4800.

Thảo luận về nghiên cứu

Vaccine DNA tổng hợp được tin là thích hợp để đáp ứng sự bùng phát dịch bệnh, như COVID-19, nhờ tiềm năng thiết kế và tổng hợp kịp thời các cấu trúc vaccine tiềm năng, mở rộng quy mô sản xuất sản phẩm, phá vỡ tính phức tạp của sản xuất vaccine truyền thống trong nuôi cấy tế bào động vật và trứng, giá thành hợp lí và đặc tính ổn định tạo khả năng triển khai và lưu trữ trong một quy trình hiệu quả và dễ thực hiện.

Các vaccine tạo ra miễn dịch dường như dựa trên nền tảng vaccine hơn là bằng chứng miễn dịch học. Nền tảng vaccine DNA gây ra các đáp ứng miễn dịch kiểu Th1 và đã thể hiện hiệu quả trong các kiểu lây nhiễm đường hô hấp, bao gồm SARS-CoV, MERS-CoV và Maize streak virus, trong khi miễn dịch phổi liên quan đến Th2 và phần lớn nghiên cứu miễn dịch học tạo vaccine CoV sử dụng chuột nhắt BALB/c là một mô hình được biết để phát triển ưu tiên các đáp ứng kiểu Th2.

Kết luận

Những kết quả ban đầu này cho thấy khả năng miễn dịch của ứng viên vaccine COVID-19, INO-4800 là có triển vọng, và nó đặc biệt khuyến khích để đánh giá các đáp ứng kháng thể chức năng và tế bào T trong các động vật thử nghiệm. Nghiên cứu này ủng hộ các đánh giá xa hơn về hiệu quả và độ an toàn của INO-4800 như một vaccine tiềm năng cho COVID-19.

Tài liệu tham khảo

[Trevor R. F. Smith], [2020], [Nature Communications], [https://www.nature.com/articles/s41467-020-16505-0, 25/05/2020]