Những kháng thể nano mới liên kết và vô hiệu hóa virus tốt gấp 1.000 lần so với với kháng thể trước đó. Ngoài ra, nhóm nghiên cứu cũng tối ưu hóa để tăng độ ổn định và khả năng chịu nhiệt cao cực hạn. Sự kết hợp này trở thành phương pháp hứa hẹn để điều trị Covid-19. Do có thể sản xuất ở chi phí thấp với số lượng lớn, kháng thể nano đáp ứng tiêu chí toàn cầu đối với điều trị Covid-19.
Các nhà khoa học ở Viện Max Planck (MPI) về Hóa học sinh lý tại Göttingen, Đức và Trung tâm y tế Đại học Göttingen (UMG) phát triển kháng thể siêu nhỏ (còn gọi là kháng thể VHH hoặc kháng thể nano) quy tụ tất cả đặc điểm cần thiết ở một loại thuốc hiệu quả để điều trị Covid-19. "Lần đầu tiên có kháng thể kết hợp độ ổn định cao và hiệu quả vượt trội đối với nCoV và các biến chủng Alpha, Beta, Gamma, và Delta mutants", Dirk Görlich, giám đốc MPI, nhấn mạnh.
Thoạt nhìn, VHH hầu như không có gì khác biệt với kháng thể nano chống nCoV do các phòng thí nghiệm khác phát triển trước đó. Tất cả chúng đều nhằm vào phần quan trọng trên gai protein của nCoV, miền liên kết thụ thể mà virus dùng để xâm nhập tế bào chủ. Kháng thể nano chặn vùng liên kết này, từ đó ngăn virus lây nhiễm tế bào.
Nhưng điểm khác biệt là VHH có thể chịu nhiệt độ lên tới 95 độ C mà không ảnh hưởng tới chức năng hoặc ngưng kết. Chúng có thể duy trì hoạt động trong thời gian đủ dài để phát huy hiệu quả. Tính chất này giúp VHH dễ sản xuất, xử lý và lưu trữ hơn, theo giáo sư Matthias Dobbelstein, giám đốc Viện ung thư phân tử của UMG.
Đặc biệt VHH liên kết với gai protein chặt hơn 1.000 lần so với những kháng thể nano trước đây. Chúng cũng bám tốt vào miền liên kết thụ thể của biến chủng Alpha, Beta, Gamma, và Delta. Dobbelstein cho biết loại kháng thể nano này có thể phù hợp để sử dụng ở dạng hít, qua đó trực tiếp vô hiệu hóa virus ở đường hô hấp. Ngoài ra, nhờ kích thước nhỏ, chúng có thể xuyên qua các mô, ngăn chặn virus lan rộng hơn ở khu vực lây nhiễm.
Khả năng liên kết càng mạnh hơn khi nhóm nghiên cứu tạo ra cụm 3 kháng thể giống nhau theo hình đối xứng của gai protein, gồm 3 khối xây dựng giống nhau với 3 miền liên kết. Bộ ba kháng thể sẽ không nhả gai protein và vô hiệu hóa virus tốt gấp 30.000 lần kháng thể nano đơn lẻ. Kích thước lớn của chúng cũng gây khó khăn cho quá trình đào thải qua thận. Do đó, chúng sẽ ở lại trong cơ thể lâu hơn, hứa hẹn hiệu quả điều trị lâu dài hơn.
Do có nguồn gốc từ lạc đà, kháng thể nano nhỏ hơn rất nhiều so với kháng thể thông thường. Để sản xuất kháng thể nano điều trị nCoV, nhóm nghiên cứu tạo miễn dịch cho 3 con lạc đà alpaca tên Britta, Nora, and Xenia từ đàn lạc đà ở MPI bằng một phần gai protein của nCoV. Sau khi chúng tạo ra kháng thể, họ lấy mẫu vật máu nhỏ từ những con vật. Các bước tiếp theo được tiến hành với sự hỗ trợ của enzyme, vi khuẩn, thực khuẩn thể và men.
Görlich và cộng sự tách được khoảng một tỷ mẫu kháng thể từ máu lạc đà. Sau đó, các nhà hóa sinh học sử dụng thực khuẩn thể để lựa chọn những kháng thể nano tốt nhất từ danh sách khổng lồ. Tiếp đó, họ kiểm tra độ hiệu quả của chúng với nCoV và cải tiến thiết kế qua nhiều vòng liên tiếp. Họ phải xác định kháng thể nano ngăn chặn virus nhân lên tốt tới mức nào ở tế bào nuôi trong phòng thí nghiệm.
Trong thời gian đại dịch hoành hành, những biến chủng mới liên tục xuất hiện và mau chóng trở thành chủng trội nhất. Các biến chủng thường lây nhiễm mạnh hơn chủng gốc xuất hiện lần đầu tiên ở Vũ Hán, Trung Quốc. Protein hình gai của chúng cũng có thể lẩn trốn tác dụng vô hiệu hóa của một số loại kháng thể ở người đã nhiễm bệnh và phục hồi hoặc đã tiêm vaccine. Điều này khiến hệ miễn dịch gặp nhiều khó khăn hơn trong việc tiêu diệt virus, đồng thời ảnh hưởng tới những kháng thể và kháng thể nano đã phát triển trước đó.
Tuy nhiên, kháng thể nano mới cũng hiệu quả với những biến chủng nCoV lớn đang gây lo ngại. Nhóm nghiên cứu chủng ngừa cho lạc đà alpaca bằng protein hình gai của virus gốc nhưng hệ miễn dịch của chúng cũng sản sinh kháng thể hiệu quả với nhiều biến chủng khác nhau.
Hiện nay, các nhà nghiên cứu đang chuẩn bị đưa kháng thể nano mới vào điều trị. "Chúng tôi muốn thử nghiệm kháng thể nano càng sớm càng tốt để sử dụng an toàn như một loại thuốc có lợi cho những bệnh nhân ốm nặng, người chưa tiêm vaccine hoặc chưa thể tạo miễn dịch hiệu quả", Dobbelstein chia sẻ.
An Khang (Theo Phys.org)
- Vaccine Covid-19 từ ADN hiệu quả ở chuột