Văcxin ngừa Covid-19 từ tế bào đuôi gai

Kích hoạt tế bào T bằng tế bào DC

Trong một nghiên cứu gần đây được công bố trên Advanced Materials, một nhóm nhà khoa học từ Bắc Kinh (Trung Quốc) cho rằng, tình huống này có thể được cải thiện bằng giải pháp điều chỉnh làm tăng tương tác giữa tế bào DC và tế bào T, đồng thời sử dụng vật liệu tăng cường mới, phát triển một loại văcxin trên cơ sở hoạt động của tế bào DC tiêu diệt virus SARS-CoV-2.

Theo các nhà khoa học Trung Quốc, văcxin tế bào đuôi gai được kỳ vọng sẽ mang lại cơ hội tăng cường khả năng bảo vệ người già và những người bị suy giảm hệ miễn dịch.

Tế bào DC ex vivo (tế bào phát triển và/hoặc biến đổi bên ngoài cơ thể) yêu cầu chất bổ trợ để kích hoạt tế bào T. Những những chất bổ trợ hiện đang sử dụng cho hiệu quả không cao.

Các bệnh nhân ung thư được điều trị bằng liệu pháp miễn dịch văcxin tế bào DC tiêu chuẩn, ngay cả với những chất bổ trợ tốt nhất như cocktail cytokine, chỉ có tỷ lệ đáp ứng chung dưới 15%. Những nghiên cứu sâu cho thấy, sự hình thành ổn định liên kết màng tế bào giữa tế bào DC và tế bào T, được gọi là khớp thần kinh miễn dịch, cho phép kích hoạt tế bào T hiệu quả. Do đó, điều chỉnh sự hình thành khớp thần kinh miễn dịch giữa các tế bào DC và T là một chiến lược mới hiệu quả để tối ưu hóa văcxin tế bào DC chống SARS-CoV-2.

Dùng graphene oxide (GO) làm chất bổ trợ

Chính vì vậy, các nhà khoa học Bắc Kinh đã nghiên cứu tìm kiếm một giải pháp thay thế tốt hơn, chuyển sang dùng graphene oxide (GO) làm chất bổ trợ. GO có các đặc tính sinh lý có lợi cho những ứng dụng y sinh đa dạng. Nghiên cứu cho thấy rằng, GO tác động đến sự hình thành khớp thần kinh miễn dich của liên kết tế bào T- DC, ảnh hưởng đến hiệu quả của việc kích hoạt tế bào T bằng các tế bào DC.

Nhóm khoa học đã nghiên cứu toàn diện những tác động của GO lên các đặc tính sinh học và chức năng của DC, trọng tâm là sự hình thành khớp thần kinh miễn dịch tế bào DC – T và thử nghiệm một cách có hệ thống hiệu quả bảo vệ của văcxin DC bổ trợ GO chống lại SARS-CoV-2.

Các nhà nghiên cứu xác định đặc điểm hình thái của hai hạt nano GO có kích thước khác nhau bằng kính hiển vi lực nguyên tử, đánh giá ảnh hưởng của kích thước hạt lên khả năng tương tác của hạt nano graphene với các tế bào DC bằng giải pháp sử dụng các nhãn huỳnh quang.

Quan sát kỹ lưỡng cho thấy, những hạt nano có đường kính lớn hơn 1 µm thể hiện sự bám dính mạnh mẽ vào bề mặt DC, những hạt nhỏ hơn ≈500nm chủ yếu xâm nhập vào bên trong tế bào.

Nhóm khoa học nghiên cứu sự tác động giữa tế bào T và tế bào đuôi gai trong tình huống có và không có hạt nano, xác định sự tương tác có ý nghĩa bằng phương pháp xác định vùng tiếp xúc và thời gian tương tác giữa DC và tế bào T.

Kết quả cho thấy, diện tích tiếp xúc trực tiếp giữa DC – tế bào T trong nhóm được xử lý bằng hạt nano GO lớn cao hơn xấp xỉ 4 lần so với tế bào DC không được xử lý bằng hạt nano và cao hơn xấp xỉ 2 lần so với nếu sử dụng hạt nano nhỏ.

Bằng cách bám vào bề mặt tế bào DC, các hạt nano GO lớn hơn hoạt động giống như một “nanozipper”, tập hợp các cụm lớn tế bào DC và tế bào T, tạo ra một môi trường vi mô ổn định cho những tương tác tế bào thích hợp và kích hoạt tế bào T hiệu quả.

Hình ảnh sự tương tác động giữa các tế bào đuôi gai (DC) và tế bào T trong thời gian gần 100 phút.

Nhóm nghiên cứu cho biết, nhìn chung, những dữ liệu thu được cung cấp bằng chứng đầu tiên cho thấy các hạt nano GO lớn có tính chọn lọc mạnh mẽ, bám dính vào các màng của tế bào khác nhau.  Ái lực liên kết cao của GO với màng tế bào DC góp phần vào việc phân nhóm tế bào DC – T và hỗ trợ hiệu quả tương tác khớp thần kinh miễn dịch tế bào DC- T.

Sơ đồ minh họa graphene oxit (GO) kích thước lớn tăng cường sự tiếp xúc khớp nối thần kinh miễn dịch tế bào DC-T và tăng cường hiệu quả văcxin DC chống SARS-CoV-2.

Những cụm vi môi trường này cũng cho thấy có phản ứng tế bào T đặc hiệu với kháng nguyên cao hơn 20 lần so với tá dược cytokine-cocktail thông thường, có được hiệu quả bảo vệ cao hơn đáng kể chống lại sự lây nhiễm SARS-CoV-2, đạt đến > 99,7% RNA virus bị thanh thải khỏi các mô phổi của chuột trong thử nghiệm lây nhiễm virus.

Nhóm nghiên cứu cho biết, những phản ứng miễn dịch chống SARS-CoV-2 mạnh mẽ này do văcxin tế bào đuôi gai gây ra có thể cung cấp một khả năng thuận lợi cho việc phát triển liệu pháp kháng virrus, được cá nhân hóa để ngăn chặn sự lây nhiễm trong đại dịch toàn cầu Covid-19. Kết quả nghiên cứu cho thấy, các hạt nano GO có thể được điều chỉnh cho phù hợp với kháng nguyên và là ứng viên đầy hứa hẹn làm chất bổ trợ cho văcxin tế bào DC.