GIỚI THIỆU
Trong nghiên cứu phát triển vaccine cúm gia cầm, việc tạo ra vaccine cúm có hiệu quả bảo hộ cao với giá thành rẻ được coi là mục tiêu hàng đầu. Như đã đề cập ở Chương 2, quá trình tách chiết, thu hồi và tinh sạch protein tái tổ hợp chiếm phần lớn chi phí trong quá trình sản xuất. Để giải quyết vấn đề trên, việc dung hợp các motif/đuôi khác nhau với kháng nguyên HA để tăng cường khả năng biểu hiện và hỗ trợ quá trình tinh sạch kháng nguyên HA từ thực vật được xem là một trong những giải pháp đặc biệt được quan tâm.
Cấu trúc nguyên bản của kháng nguyên HA là dạng trimer gồm 3 phân tử monomer đồng nhất liên kết với nhau. Do sự hình thành trimer hóa của protein HA đòi hỏi nhiều cải biến sau dịch mã bao gồm glycosyl hóa và hình thành liên kết cầu sulfide, protein HA được biểu hiện trong các hệ thống sinh vật nhân thực bậc cao thường có tính kháng nguyên rõ rệt (Cornelissen et al., 2010). Nói chung, khả năng hình thành HA trimer này thay đổi khác nhau giữa các phân nhóm HA (Wang et al., 2006; Treanor et al., 2006; Crawford et al., 1999; Weldon et al., 2010). Do đó, một số nghiên cứu thử nghiệm tạo ra HA tái tổ hợp dạng cấu trúc trimer in vivo (Harbury et al., 1993). HA trimer biểu hiện trong tế bào động vật có vú (Cornelissen et al., 2010) và baculovirus (Weldon et al., 2010) có khả năng kích thích sản sinh các kháng thể trung hòa khi tiêm ở chuột. Từ kết quả trên, việc sản xuất các HA trimer dạng tan được coi là yếu tố cần thiết cho sự phát triển của vaccine tiểu đơn vị phòng chống virus cúm.
Một câu hỏi nghiên cứu đầu tiên được đặt ra đó là liệu HA được trimer hóa có thể được sản xuất thành công trong thực vật hay không? Vì chi phí dành cho quá trình tách chiết và tinh sạch protein mục tiêu để phát triển vaccine chiếm một tỷ lệ lớn trong tổng chi phí sản xuất (Hassan et al., 2008; Yusibov & Rabindran, 2008), chính vì vậy, việc phát triển các phương pháp để có thể đơn giản hóa quy trình tinh sạch protein là một vấn đề rất được quan tâm (Conley et al., 2011). Dựa vào lợi ích của việc dung hợp ELP (Floss et al., 2010b), một công nghệ mới đầy hứa hẹn đã được ra đời. Nhờ công nghệ đó, các protein được ELP hóa có thể được tinh sạch dễ dàng bằng cách sử dụng chu trình chuyển đổi nghịch đảo dựa trên màng (membrane-based inverse transition cycling, mITC) (Ge et al., 2006; Phan & Conrad, 2011). Theo như báo cáo của Floss et al. (2010a), tế bào T có thể nhận biết kháng nguyên lao đã được ELP hóa khi biểu hiện trong thuốc lá và tinh sạch qua chu kỳ chuyển đổi nghịch đảo (ITC) và không có bất kỳ bằng chứng nào cho thấy gốc ELP gây ra tác dụng phụ hoặc bất kỳ sự suy giảm nào của đáp ứng miễn dịch. Sự ELP hóa nói chung giúp tăng cường sự tích lũy các protein chuyển gen trong thực vật, như một số ví dụ đã được ghi nhận (xem nghiên cứu của Floss et al., 2010b). Các kháng nguyên HA tiểu đơn vị và NA ở gia cầm cũng được biểu hiện dưới dạng các protein ELP hóa trong thực vật. ELP hóa gây ra sự tăng cường tích lũy đáng kể của protein trong tế bào thực vật (Phan & Conrad, 2011). Sự tăng cường biểu hiện này có thể được coi là một yếu tố cần thiết cho sự phát triển hệ thống sản xuất vaccine đáng tin cậy.
Ngoài ra, một câu hỏi nghiên cứu đặt ra nữa là liệu việc ELP hóa có ảnh hưởng đến quá trình trimer hóa của HA hòa tan khi dung hợp motif trimer (isoleucine GCN4 nhân tạo) (Phan et al., 2013) ở thực vật hay không? Và liệu các protein HA trimer hóa có gắn ELP có thể được tinh sạch một cách hiệu quả và dễ dàng từ lá cây bởi phương pháp mITC hay không?
Trong Chương 3, nhóm tác giả trình bày về kết quả biểu hiện kháng nguyên HA của virus cúm gia cầm A/H5N1 trên cây thuốc lá ở 2 dạng: tự nhiên và dạng được ELP hóa, được biểu hiện ở cả dạng monomer và trimer. Trước tiên, chúng tôi đã sản xuất được dạng trimer ổn định của HA hòa tan trong thực vật. Việc dung hợp ELP vào kháng nguyên HA trimer không ảnh hưởng tới quá trình trimer hóa. Xác nhận được sự tăng cường mức độ biểu hiện mạnh mẽ của protein HA trimer được ELP hóa. Các HA trimer ELP hóa có thể được tinh sạch bằng quy trình mITC với tiềm năng mở rộng quy mô sản xuất. Dạng trimer của HA đã được chứng minh là giúp tăng cường phản ứng miễn dịch đặc hiệu HA so với dạng monomer. HA trimer có nguồn gốc từ thực vật tạo ra các kháng thể trung hòa có khả năng tương tác với cả các hạt có cấu trúc giống virus đồng dạng từ thực vật và virus cúm A/H5N1 dị thể đã bị bất hoạt. Quá trình ELP hóa không ảnh hưởng đến chức năng và tính kháng nguyên của các HA trimer ổn định. Những kết quả trên cho phép phát triển các nghiên cứu sâu hơn bao gồm việc mở rộng quy mô sản xuất, quá trình tinh sạch và các thử nghiệm đặc biệt hơn của virus với mục tiêu cuối cùng là có được các công nghệ thích hợp để sản xuất vaccine cúm gia cầm hiệu quả.