Trong một nghiên cứu gần đây được đăng trên bioRxiv *, các nhà nghiên cứu từ Hoa Kỳ đã đánh giá hiệu quả và tính sinh miễn dịch của vắc-xin ribonucleic acid xịt mũi (mRNA)-lipid nanoparticle (LNP) chống lại virus gây hội chứng hô hấp cấp tính nghiêm trọng coronavirus 2 (SARS-CoV-2) bằng cách sử dụng mô hình chuột đồng.

Nền tảng nghiên cứu

Mặc dù đại dịch coronavirus 2019 (COVID-19) là một trong những trường hợp khẩn cấp toàn cầu liên quan đến virus đường hô hấp nghiêm trọng nhất, với hơn 661 triệu trường hợp trên toàn thế giới và 6,7 triệu ca tử vong, virus đường hô hấp và vi khuẩn là nguyên nhân gây lo ngại liên tục hiện nay.

Trước khi xuất hiện SARS-CoV-2, các virus đường hô hấp như virus cúm và virus hợp bào hô hấp và vi khuẩn như Streptococcus pneumoniae đã gây ra gần 2,5 triệu ca tử vong và hơn 17,7 tỷ ca nhiễm trùng đường hô hấp trên và dưới trên toàn cầu.

Các loại vắc-xin bệnh hô hấp hiện tại được tiêm qua đường tiêm bắp, phần lớn gây ra miễn dịch toàn thân và mức độ miễn dịch niêm mạc thấp hơn. Vì hầu hết các vi-rút đường hô hấp xâm nhập qua đường niêm mạc, vắc-xin tiêm tĩnh mạch gây ra miễn dịch niêm mạc cục bộ và miễn dịch toàn thân thể hiện lợi thế của việc nhắm mục tiêu vi-rút tại vị trí xâm nhập, thiết lập sự bảo vệ và hạn chế nhiễm trùng sớm. Hơn nữa, việc dễ dàng sử dụng vắc-xin dạng xịt mũi thông qua thuốc xịt dạng khí dung khiến nó trở thành một phương pháp đơn giản và không xâm lấn có khả năng làm tăng tỷ lệ hấp thụ vắc-xin.

Về nghiên cứu

Trong nghiên cứu hiện tại, các nhà nghiên cứu đã sử dụng chuột đồng vàng Syria để điều tra hiệu quả bảo vệ và tính sinh miễn dịch của vắc-xin xịt mũi mRNA-LNP. Hai chế phẩm LNP đã được sử dụng để chế tạo vắc-xin. Cả hai LNP đều tương tự như được sử dụng trong vắc-xin Moderna mRNA-1273, nhưng LNP1 có lipid ion hóa khác biệt về mặt hóa học và LNP2 đã được sửa đổi để cải thiện việc cung cấp qua đường hô hấp. Các vắc-xin mang một phân đoạn mRNA được mã hóa cho protein gai SARS-CoV-2 pha chế ổn định hoá trước đó.

Mỗi nhóm 10 con chuột hamster được xịt mũi với hai liều vắc-xin 5 μg hoặc 25 μg mRNA-LNP hoặc bộ đệm tris/sucrose (nhóm đối chứng) trong khoảng thời gian ba tuần. Hai nhóm bổ sung cũng được tiêm bắp bằng vắc xin bao gồm cùng phân đoạn mRNA với vắc xin mRNA-LNP kết hợp với LNP từ vắc xin mRNA-1273 để so sánh.

Xét nghiệm hấp thụ miễn dịch liên kết với enzyme (ELISA) đã được sử dụng để xác định nồng độ kháng thể liên kết của globulin miễn dịch G (IgG) hoặc IgA huyết thanh đặc hiệu tăng đột biến. Ngược lại, xét nghiệm trung hòa giảm mảng bám (PRNT) được sử dụng để đo hiệu giá kháng thể trung hòa huyết thanh để đánh giá tính sinh miễn dịch của vắc-xin.

Những con chuột đồng trong nhóm được tiêm phòng và đối chứng đã được xịt mũi với SARS-CoV-2 ba tuần sau liều vắc-xin thứ hai. Phân lập USA-WA1/2020 đã được chọn cho thử thách virus vì chuột đồng dễ bị chủng SARS-CoV-2 tổ tiên hơn so với biến thể Omicron gần đây. Ba và 14 ngày sau thử thách virus, tải lượng virus trong phổi và turbinates mũi đã được đánh giá, trong khi các phép đo trọng lượng cơ thể được thực hiện hàng ngày.

Ngoài ra, phản ứng chuỗi polymerase phiên mã ngược định lượng (qRT-PCR) đã được sử dụng để định lượng nồng độ RNA virus dưới gen trong mô hô hấp để xác định tải lượng virus. Vì nhiễm trùng SARS-CoV-2 được biết là gây ra các tổn thương nghiêm trọng trong phổi của chuột đồng vàng Syria vào ngày thứ ba sau khi nhiễm bệnh, một cuộc kiểm tra mô bệnh học của phổi đã được tiến hành vào ngày thứ ba và 14 sau khi nhiễm trùng để hiểu hiệu quả của vắc-xin mRNA-LNP trong việc giảm bệnh lý phổi. Các mẫu mô phổi cũng được nhuộm màu miễn dịch hóa học cho protein nucleocapsid SARS-CoV-2 để xác định các tế bào bị nhiễm bệnh.

Kết quả

Kết quả chỉ ra rằng các kháng thể IgA và IgG đặc hiệu với protein gai SARS-CoV-2 và mức kháng thể trung hòa do vắc-xin nội mũi mRNA-LNP gây ra có thể so sánh với các kháng thể gây ra bởi vắc-xin tiêm bắp. Hiệu giá kháng thể do vắc-xin mRNA-LNP2 gây ra cao hơn đáng kể so với hiệu giá do vắc-xin mRNA-LNP1 gây ra. Hơn nữa, hiệu giá IgA được tạo ra bởi vắc-xin mRNA-LNP2 ở liều 25 μg cao hơn so với liều gây ra bởi vắc-xin tiêm bắp ở liều 0,4 μg và 1 μg sau liều vắc-xin thứ nhất và thứ hai.

So với nhóm đối chứng, tải lượng virus trong turbinates mũi và phổi của chuột đồng trong nhóm tiêm chủng thấp hơn đáng kể ba ngày sau thử thách virus. Trong nhóm được tiêm vắc-xin mRNA-LNP2, tải lượng virus thấp hơn mức phát hiện ở bốn con chuột đồng.

Liều cao của vắc-xin nội mũi mRNA-LNP và vắc-xin tiêm bắp làm giảm mức độ nghiêm trọng của viêm phế quản và phế quản. Tuy nhiên, mức độ nhiễm trùng nhu mô phổi tương tự như của nhóm đối chứng.

Kết luận

Nhìn chung, kết quả cho thấy vắc-xin mRNA-LNP dạng xịt mũi, đặc biệt là khi LNP được sửa đổi để cải thiện việc cung cấp vắc-xin cho mô hô hấp, có thể tạo ra IgA và IgG liên kết tương đương và trung hòa mức kháng thể chống lại protein gai SARS-CoV-2 như vắc-xin tiêm bắp.

Do tính dễ dàng sử dụng của vắc-xin dạng xịt mũi và hiệu quả tương đương trong việc bảo vệ chống lại bệnh nặng, các loại vắc-xin mRNA-LNP dạng xịt mũi này có thể được sử dụng làm liều tăng cường để bổ sung cho vắc-xin tiêm bắp chính.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

• Gabriela Baldeon Vaca, Michelle Meyer, Ana Cadete, et al. (2023). Intranasal mRNA-LNP vaccination protects hamsters from SARS-CoV-2 infection: bioRxiv. doi: https://doi.org/10.1101/2023.01.11.523616 https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.01.11.523616v1

Bs Lê Đình Sáng (Lược dịch)