Chương 2. TỐI ƯU QUÁ TRÌNH BIỂU HIỆN VÀ TINH SẠCH PROTEIN HA TÁI TỔ HỢP TỪ THỰC VẬT

GIỚI THIỆU

Những thành tựu trong nghiên cứu về protein tái tổ hợp trong một vài thập kỷ vừa qua đã tạo ra cuộc cách mạng về ứng dụng các protein có giá trị y học trong điều trị bệnh ở người và động vật như vaccine, kháng sinh hoặc hormone sinh trưởng của người,… Việc tìm kiếm hệ thống biểu hiện kháng nguyên tái tổ hợp giá thành thấp và hiệu quả để ứng dụng trong sản xuất vaccine cho động vật đã dẫn các nhà nghiên cứu và sản xuất tìm đến hệ thống biểu hiện thực vật. Hệ thống này có nhiều ưu điểm như chi phí thấp, kỹ thuật canh tác, thu hoạch và chế biến các sản phẩm từ cây trồng ở quy mô lớn đã có sẵn. Bên cạnh đó, trên hệ thống thực vật có thể điều khiển protein được tổng hợp, tích lũy, di chuyển vào trong các tổ chức chuyên biệt nội bào, vì thế protein không bị phân hủy. Thông qua hệ thống thực vật, protein tái tổ hợp có thể được sản xuất ở mức độ công nghiệp và các nguy cơ về sức khỏe gây nên do nhiễm các nguồn bệnh và các độc tố cho người được giảm thiểu tối đa. Tuy nhiên, việc sử dụng hệ thống thực vật/cây trồng để biểu hiện protein tái tổ hợp có một nhược điểm là mức độ tích lũy của protein tái tổ hợp trong cây trồng chuyển gen lại không cao. 

Để khắc phục nhược điểm này, hệ thống biểu hiện tạm thời sử dụng phương pháp hút chân không (vacuum) để hỗ trợ việc xâm nhập của vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens vào thực vật (agroinfiltration) là phương pháp hữu ích để sản xuất kháng nguyên tái tổ hợp ở thực vật. Ngoài ra, đây còn được xem là một hệ thống hàng đầu để sản xuất các protein dược phẩm. Bên cạnh việc biểu hiện, việc tách chiết, thu hồi và tinh sạch các protein tái tổ hợp và các chất có hoạt tính sinh học từ thực vật là một vấn đề rất được quan tâm. Các điều kiện tách chiết đã được các nhà nghiên cứu tối ưu cho rất nhiều loại protein khác nhau. Các phương pháp tinh sạch protein có nguồn gốc từ thực vật đã được nghiên cứu và phát triển. Trong đó, phương pháp tinh sạch không dựa vào sắc ký ái lực như phân vùng hai lớp nước và phương pháp lọc qua màng được đánh giá là các phương pháp hiệu quả với chi phí thấp.

Protein HA được xem là kháng nguyên mục tiêu cho việc phát triển vaccine tái tổ hợp phòng chống virus cúm A. Các protein HA được sản xuất trên hệ thống thực vật đã được chứng minh có hoạt tính sinh miễn dịch tốt, bảo vệ động vật khỏi virus tương đồng (Shoji et al., 2009a; Kalthoff et al., 2010). 

Trong Chương 2, nhóm tác giả xin giới thiệu tổng quan về hệ thống biểu hiện tạm thời, cơ chế của biểu hiện tạm thời và kết quả tối ưu quy trình biểu hiện của protein HA tái tổ hợp ở thực vật. Tiếp đến, nhóm tác giả trình bày một số phần tổng quan liên quan đến việc tách chiết, thu hồi và tinh sạch protein tái tổ hợp có nguồn gốc từ thực vật và một số kết quả của nghiên cứu về việc tối ưu tinh sạch protein HA tái tổ hợp từ thực vật.