(Theo Jonathan Corum và Carl Zimmer)

Cập nhật ngày 21/01/2021

Moderna, một nhà sản xuất vắc-xin có trụ sở tại Massachusetts, đã hợp tác với Viện Y tế Quốc gia để phát triển và thử nghiệm vắc-xin coronavirus, được gọi là mRNA-1273. Thử nghiệm lâm sàng đã chứng minh rằng vắc-xin đạt hiệu quả ngăn ngừa Covid-19 đến 94,1%.

Một mảnh của Coronavirus

Vi-rút SARS-CoV-2 có gắn các protein hình gai mà nó dùng để xâm nhập vào tế bào con người. Những protein hình gai này sẽ trở thành mục tiêu nhắm đến của các loại vắc-xin và phương pháp điều trị tiềm năng.

Tương tự như vắc-xin Pfizer-BioNTech, vắc-xin Moderna dựa vào các thông tin di truyền của vi-rút để tạo ra protein gai.

Cấu trúc mRNA trong lớp vỏ dầu

Vắc-xin sử dụng RNA thông tin, là vật liệu di truyền mà tế bào chúng ta đọc để tạo ra protein. Vật liệu di truyền đó – gọi tắt là mRNA – rất mỏng manh và sẽ bị cắt nhỏ bởi các enzym tự nhiên nếu nó được tiêm trực tiếp vào cơ thể người. Để bảo vệ vắc-xin, Moderna sẽ bao bọc mRNA trong các bong bóng dầu làm từ các hạt mỡ nano siêu nhỏ.

Do đặc tính mỏng manh, các phân tử mRNA sẽ nhanh chóng bị phân rã ở nhiệt độ phòng. Vì vậy vắc-xin của Moderna cần được bảo quản lạnh và giữ ổn định trong tối đa sáu tháng khi vận chuyển và bảo quản ở nhiệt độ -4° F (-20°C)

Xâm nhập tế bào

Sau khi tiêm, các hạt vắc-xin tiếp xúc với tế bào và hợp nhất với chúng, để phóng thích mRNA. Các phân tử của tế bào sẽ đọc trình tự của nó và tạo ra các protein gai. Cuối cùng, tế bào sẽ phá hủy mRNA từ vắc-xin, và không để lại dấu vết vĩnh viễn.

Một số protein gai tạo thành các gai di chuyển lên trên bề mặt tế bào và nhô ra khỏi đầu của chúng. Các tế bào đã tiêm chủng cũng sẽ phá vỡ một số protein thành các mảnh nhỏ trên bề mặt của chúng. Sau đó, các gai nhô ra và các mảnh protein gai này sẽ được hệ thống miễn dịch nhận diện.

Phát hiện kẻ xâm nhập

Khi một tế bào đã tiêm chủng chết đi, mảnh vỡ của tế bào sẽ chứa nhiều protein gai và mảnh protein, sau đó nó sẽ được một loại tế bào miễn dịch (gọi là tế bào trình diện kháng nguyên) tiếp nhận.

Tế bào này sẽ đưa các mảnh vỡ của protein hình gai lên trên bề mặt của nó. Khi các tế bào khác (gọi là tế bào T hỗ trợ) phát hiện những mảnh vỡ này, chúng sẽ báo động và giúp điều khiển các tế bào miễn dịch khác chống lại nhiễm trùng.

Tạo kháng thể

Các tế bào miễn dịch khác (gọi là tế bào B) có thể va chạm với các gai của coronavirus trên bề mặt tế bào đã tiêm chủng, hoặc các mảnh protein gai tự do. Một vài tế bào B có thể bám chặt vào các protein hình gai. Sau đó, nếu các tế bào B này được kích hoạt bởi các tế bào T hỗ trợ, chúng sẽ bắt đầu tăng sinh và tiết ra các kháng thể nhắm vào protein gai.

Ngăn chặn vi-rút

Các kháng thể có thể bám vào gai của coronavirus, đánh dấu virus để tiêu diệt và phòng ngừa nhiễm trùng bằng cách ngăn chặn các gai bám vào các tế bào khác.

Tiêu diệt tế bào nhiễm trùng

Các tế bào trình diện kháng nguyên cũng có thể kích hoạt một loại tế bào miễn dịch khác (gọi là tế bào T tiêu diệt) để tìm kiếm và phá hủy bất kỳ tế bào nào bị nhiễm coronavirus có các mảnh protein hình gai trên bề mặt của chúng.

Ghi nhớ thông tin của vi-rút

Vắc-xin của Moderna cần tiêm hai lần, cách nhau 28 ngày, để tạo ra hệ thống miễn dịch đủ tốt để chống lại coronavirus. Tuy nhiên, vì đây là loại vắc-xin mới nên các nhà nghiên cứu không biết khả năng phòng ngừa của nó kéo dài trong bao lâu.

Có thể trong vài tháng đầu sau khi tiêm, số lượng kháng thể và tế bào T tiêu diệt sẽ giảm. Tuy nhiên, hệ thống miễn dịch cũng có các tế bào đặc biệt được gọi là tế bào B nhớ và tế bào T nhớ có thể lưu trữ thông tin về coronavirus trong nhiều năm hoặc thậm chí nhiều thập kỷ.

Một nghiên cứu ban đầu cho thấy vắc xin Moderna có thể phòng ngừa trong ít nhất ba tháng.

Chuẩn bị và tiêm phòng

Mỗi lọ vắc-xin chứa 10 liều 0,5 ml. Các lọ cần được làm ấm đến nhiệt độ phòng trước khi tiêm. Không cần pha loãng với nước muối sinh lý.

Tiến trình phát triển vắc-xin

Tháng 1/2020, Moderna bắt đầu nghiên cứu vắc-xin coronavirus.

Ngày 16/3, các nhà khoa học Moderna lần đầu tiên thử nghiệm vắc-xin Covid-19 trên người.

Ngày16/4, Moderna thông báo rằng chính phủ Hoa Kỳ sẽ cung cấp 483 triệu đô la hỗ trợ cho việc phát triển và thử nghiệm vắc xin của Moderna. Các nhà nghiên cứu của Viện Y tế Quốc gia sẽ giám sát phần lớn nghiên cứu, bao gồm việc thử nghiệm lâm sàng.

Ngày 27/7, Sau khi các nghiên cứu ban đầu mang lại kết quả đầy hứa hẹn, Moderna và N.I.H. bắt đầu thử nghiệm Giai đoạn 3 trên 30.000 tình nguyện viên ở khắp Hoa Kỳ. Trong đó 1/4 số người tham gia là từ 65 tuổi trở lên.

Ngày 28/7, Moderna phát hiện rằng vắc-xin có thể chống coronavirus ở khỉ.

Ngày 11/8, Chính phủ Hoa Kỳ thưởng cho công ty thêm 1,5 tỷ đô la để đổi lấy 100 triệu liều, nếu vắc xin được Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm cấp phép.

Ngày 16/11, Moderna công bố dữ liệu sơ bộ về kết quả thử nghiệm giai đoạn 3. Các nhà nghiên cứu ước tính rằng vắc-xin có thể đạt hiệu quả đến 94,1%, cao hơn nhiều so với dự kiến của các chuyên gia khi bắt đầu thử nghiệm vắc-xin.

Ngày 30/11, Moderna xin cấp phép sử dụng khẩn cấp từ F.D.A.

Ngày 2/12, Moderna đăng ký thử nghiệm vắc-xin trên trẻ em từ 12 đến 18 tuổi.

Ngày 18/12, F.D.A. cấp phép sử dụng vắc xin Moderna trong trường hợp khẩn cấp. Những mũi tiêm vắc xin đầu tiên bắt đầu vào ngày 21 tháng 12.

Ngày 23/12, Canada cấp phép sử dụng vắc xin.

Ngày 31/12, Công ty dự kiến sản xuất 20 triệu liều vào cuối năm nay và lên đến một tỷ liều vào năm 2021. Mỗi người tiêm chủng sẽ cần hai liều.

Ngày 4/1, Israel cấp phép sử dụng vắc xin trong trường hợp khẩn cấp.

Mùa xuân năm 2021, vắc-xin của Moderna và Pfizer-BioNTech dự kiến sẽ được phân phối trên quy mô lớn vào mùa xuân

Nguồn: Trung tâm Thông Tin Quốc Gia về Công nghệ Sinh học; Nature; Florian Krammer, Trường Đại học Y Icahn ở Mount Sinai