[Tạp chí Chăn nuôi Việt Nam] – Vaccine cho vật nuôi làm từ thực vật đầu tiên trên thế giới (cho bệnh Newcastle ở gia cầm) được chấp thuận bởi Hoa Kỳ vào năm 2006. Và bây giờ chúng ta có thêm một vaccine thực vật cho bệnh Dịch Tả Heo ở heo.

Với nhiều ưu điểm của vaccine làm từ thực vật so với các loại vaccine khác, có thể sẽ có nhiều sản phẩm vaccine dạng này nữa cho heo và các loài vật nuôi khác tiếp tục được ra mắt. Công nghệ sản xuất vaccine thực vật thuộc dạng “nông nghiệp sinh dược” hay “nông trồng sinh dược”, ở đây thực vật biến đổi gene được sử dụng để sản xuất ra đủ các loại sản phẩm công nghiệp và sản phẩm dược.    

Một cây thuốc lá được sử dụng cho tạo vaccine Dịch Tả Heo. Photo: PlantForm

Cách hiệu quả để sản xuất vaccine

“Nghiên cứu ban đầu về các dược phẩm làm từ thực vật đã tập trung vào sử dụng các loại cây trồng thực phẩm như bắp và lúa với hy vọng phát triển được một cách sản xuất rẻ và hiệu quả các vaccine”, theo lời giải thích của Dr Donald Steward, CEO của công ty Canada sản xuất sinh dược từ thảo mộc với cái tên “PlantForm Corporation”. “Tuy nhiên vào khoảng năm 2002 thì sự phát triển lại chậm dần vì có những mối lo ngại về vấn đề nhiễm chéo của các loại cây trồng khác”.

Cây trồng phi thực phẩm

Cây trồng phi thực phẩm như cây thuốc lá đã được chú ý tới khi cây thuốc lá là một loài thực vật rất phù hợp cho nông nghiệp sinh dược, tăng trưởng nhanh và có đặc tính di trường được nghiên cứu kỹ. Trải qua nhiều năm cây thuốc lá đã được biến đổi gene để tạo ra những sản phẩm protein dùng cho chữa trị, các kháng thể đơn dòng và vaccine để chữa ung thư, các bệnh gây viêm và những căn bệnh khác. Còn có những cây trồng như cây bèo tấm, cây thủy sinh rêu và cỏ linh lăng. 

So với các hệ thống nuôi cấy tạo sinh phẩm dược khác thì hệ thống dựa trên thực vật rẻ hơn, nhanh chóng hơn và có công suất lớn hơn và có thể tăng quy mô không hạn chế. Hệ thống dựa trên thực vật cũng ít tạo nguy cơ ô nhiễm từ các mầm bệnh của động vật và/hoặc của người. Hệ thống này còn có thể sản xuất được những phân tử phức tạp và hoàn toàn mới, điều mà hệ thống nuôi cấy tế bào động vật chưa thể làm được.  Những dược phẩm mới từ thực vật vẫn tuân theo những quy trình cấp phép giống như ở các thuốc protein sinh học (đại phân tử) khác.

Sử dụng thực vật như thế nào để tạo thuốc

Dr Stewart giải thích rằng có 2 cách chủ yếu để biến đổi gene các thực vật thành những tiểu nhà máy sản xuất thuốc: thông qua một quy trình gọi là “biểu hiện gene ngắn hạn” hoặc thông qua phát triển các dòng thực vật “gene nhân tạo ổn định”.

“Với các phương pháp biểu hiện gen ngắn hạn, lá của cây được thâm nhập bởi một hỗn dịch vi khuẩn Agrobacterium chứa vật chất di truyền cho protein hoặc kháng thể điều trị cần được tạo ra”, Dr Stewart giải thích. “Nó bao gồm ngâm hoàn toàn những cây đã trưởng thành vào một hỗn dịch dưới áp lực chân không, cho phép vi khuẩn Agrobacterium xâm nhập vào tế bào thực vật và đưa vào các gene mong muốn, Hình 1. Lúc này DNA của cây đó đã thay đổi để có thể tạo ra protein theo yêu cầu. Cây tiếp tục lớn thêm một tuần nữa hoặc hơn và sau đó chúng được thu hoạch và protein được chiết xuất ra và tinh chế để tạo thành một sản phẩm sinh dược.

Hệ thống ‘VivoXpress’ của công ty PlantFrom là thuộc phương pháp biểu hiện gene ngắn hạn. Hệ thống được phá triển bởi Dr J. Christopher Hall, người Canada, đã sáng lập ra công ty và nay đã nghỉ hưu, ông còn là cựu giáo sư nghiên cứu công nghệ kháng thể tái tổ hợp của Đại học Guelph tại tỉnh bang Ontario. Công ty PlantForm được thành lập năm 2008 với một chủng cây thuốc lá.

Các dòng thực vật có gene nhân tạo ổn định

Một phương pháp khác đó là các dòng thực vật có gene nhân tạo ổn định, chúng được phát triển bằng cách thay đổi một cách cố định DNA bộ gene thuộc nhân tế bào hoặc lục lạp của một cái cây. Tiếp đó các dòng hạt giống được phát triển để nhân giống liên tục sinh khối thực vật bằng các kỹ thuật và thiết bị nông nghiệp truyền thống. Tuy nhiên, nó tốn thời gian để tạo ra và lựa chọn được những dòng hạt giống phù hợp. Hơn thế nữa, thực vật có gene nhân tạo ổn định (nhân tế bào đã được chuyển hóa) thường tạo ra các protein tái tổ hợp với sản lượng ít hơn so với sử dụng phương pháp biểu hiện gene ngắn hạn. 

Dịch Tả Heo – Bệnh truyền nhiễm do virus gây ra

Những ai trong giới chăn nuôi heo đều biết rõ Dịch Tả Heo (viết tắt là DTH) là một bệnh truyền nhiễm từ virus ảnh hưởng trên heo nhà và heo rừng và làm cho hàng triệu con heo khắp thế giới bị bệnh nặng và tử vong mỗi năm.

Vào năm 2019, công ty Bioapp của Hàn Quốc đã phát triển loại vaccine đầu tiên trên thế giới được làm từ thực vật để chống lại DTH. Nó được đặt tên là Herbavac CSF Green Marker. Vaccine ban đầu được phát triển tại Đại học Pohang (Postech) ở Hàn Quốc bởi một nhóm nghiên cứu được lãnh đạo bởi Dr Eun Ju Sohn, người mà Dr Stewart cho là một chuyên gia hàng đầu thế giới về vaccine thực vật dành cho sức khỏe vật nuôi. Công ty BioApp cũng sở hữu một cơ sở sản xuất quy mô lớn và cực kỳ tiên tiến ở Hàn Quốc.

Cây thuốc lá được trồng trong một nhà kính để dùng cho sản xuất vaccine thực vật. Photo: PlantForm

Đưa vaccine thực vật DTH vào Châu Mỹ

Vào tháng 10 năm 2021, công ty Posco (một công ty thương mại hàng hóa lớn cũng như một nhà đầu tư chính của công ty Bioapp) đã ký thỏa thuận với công ty PlantForm để đưa sản phẩm Herbavac vào thị trường Bắc Mỹ, Brazil và Argentina. Thủ tục đăng ký được trông đợi sẽ hoàn tất trong vòng một năm ở Hoa Kỳ và Canada và từ một đến hai năm ở Nam Mỹ, theo Dr Stewart.

Đã có nhiều loại vaccine DTH hiện diện khắp các thị trường thế giới và tất cả chúng là vaccine sống. Vaccine sống là vaccine sử dụng dạng nhược độc của mầm bệnh như virus. Bởi vì những vaccine này rất giống với mầm bệnh mà chúng cần ngăn ngừa nên chúng có thể tạo ra phản ứng miễn dịch mạnh và bền lâu với mầm bệnh đó.

Dễ dàng phân biệt bệnh nhiễm trên thực địa

Nếu có so sánh thì sản phẩm vaccine Herbavac cung cấp miễn dịch mạnh mẽ, theo Dr Stewart, tuy nhiên sản phẩm này có khả năng quan trọng là sự dễ dàng phân biệt bệnh nhiễm từ những vật nuôi được chủng vaccine. Đây là một đặc tính độc đáo của sản phẩm vaccine này, Dr Stewart giải thích, nó cho phép những người bác sĩ thú y, khoa học gia, v.v. có thể xác định được một phản ứng kháng thể ở một con heo là từ những nguồn tự nhiên (bao gồm cả vaccine sống) hoặc từ việc chủng sản phẩm vaccine Herbavac. Yêu cầu nhiệt độ bảo quản là 2-8°C và hạn sử dụng từ 18 đến 24 tháng của Herbava ít nhất cũng tương đồng với các sản phẩm cạnh tranh.

Vaccine thực vật DTH đã được cho phép sử dụng ở những nước không có DTH như Hoa Kỳ, Canada và một số nước châu Âu.

Ngọc Thạch

Nguồn dịch: https://www.pigprogress.net/Health/Articles/2021/12/Plant-based-vaccine-coming-for-Classical-Swine-Fever-831121E/