2021-05-19 09:35:04

Chuyện thời covid (T.44): Tại sao vắc xin mRNA cần được bảo quản ở nhiệt độ thấp?

Các loại vắc xin Moderna và Pfizer yêu cầu điều kiện vận chuyển và bảo quản ở nhiệt độ thấp. Điều này là do thành phần quan trọng trong vắc-xin, một phân tử được gọi là RNA thông tin (Messenger RNA, thường viết tắt là mRNA), cực kỳ mỏng manh, và việc bảo quản nó ở nhiệt độ thấp nhằm làm chậm các phản ứng hóa học có thể phá vỡ nó. Nhiệt độ càng thấp, chuyển động của phân tử càng chậm - và càng ít có khả năng xảy ra các phản ứng có hại. Hiện tại, các nhà khoa học đang cố gắng thay đổi những điều kiện bảo quản này không chỉ quan trọng là để ngăn chặn đại dịch hiện nay. Bởi vì họ nhận thấy tác dụng đầy hứa hẹn của vắc xin mRNA để điều trị nhiều loại bệnh khác nhau do chúng có thể dễ dàng ứng biến theo các loại virus khác nhau.

Nhu cầu bảo quản lạnh là do cấu trúc và cách hoạt động của các loại vắc xin này, tức là mRNA. Messenger RNA tương tự như một sợi DNA, nhưng xương sống của nó mang một điểm khác biệt quan trọng: một nhóm hóa học bổ sung được tạo thành từ oxy và hydro, gọi là hydroxyl. Những sợi mã di truyền trong vắc-xin COVID-19 chứa các chỉ dẫn mà tế bào người sử dụng để tạo ra protein đột biến đặc biệt, loại protein được tìm thấy trên bề mặt của SARS-CoV-2. Protein này giúp hệ thống miễn dịch của cơ thể làm quen, nhận ra và chống lại coronavirus xâm nhập.

Để làm chậm quá trình thoái hóa mRNA, người ta phải bảo quản vắc xin ở nhiệt độ thấp. Vắc xin Pfizer phải được vận chuyển ở nhiệt độ dưới 80 độ C dưới đông lạnh. Nó có thể được bảo quản đến hai tuần trong tủ đông, tối đa năm ngày trong tủ lạnh và chỉ tối đa sáu giờ ở nhiệt độ phòng. Vắc xin Moderny hơi kém nhạy hơn. Nó ổn định đến sáu tháng trong ngăn đá, lên đến 30 ngày trong tủ lạnh và lên đến 12 giờ ở nhiệt độ phòng.

Việc bảo quản vắc xin cũng phức tạp hơn bởi một thành phần quan trọng khác: chất béo. Trong cả vắc xin Pfizer / BioNTech và Moderna, mRNA được bao bọc trong các bong bóng chất béo được gọi là các hạt nano lipid. Các hạt này đóng vai trò như một phương tiện vận chuyển để đưa mRNA vào các tế bào, nơi bộ máy tế bào có thể hoạt động để tạo ra protein đột biến được mã hóa. Các hạt nano lipid cũng giúp duy trì sự ổn định của mRNA bằng cách bảo vệ nó trước các enzym tồn tại với số lượng lớn cả trong cơ thể chúng ta và trong môi trường. Tuy nhiên, theo thời gian, bản thân các hạt nano lipid có thể bị phân hủy. Nên nhớ rằng, để vắc xin hoạt động, cấu trúc của cả hạt lipid và mRNA phải được nguyên vẹn khi tiêm vắc xin vào cơ thể.

Một khả năng khác để vắc xin ổn định là làm khô hoặc đông khô để chúng có thể được bảo quản ở nhiệt độ phòng dưới dạng chất rắn. Nhưng loại bỏ nước trong khi vẫn giữ nguyên cấu trúc RNA là việc không hề đơn giản. Khi chất lỏng đóng băng, nước kết tinh có thể nghiền nát phân tử, đồng thời, khi loại bỏ nước (làm khô) có thể dẫn đến sụp đổ cấu trúc. Một cách để tránh thiệt hại này là bổ sung đường. Carlos Filipe, kỹ sư hóa học tại Đại học McMaster, và các đồng nghiệp của ông đã thử nghiệm các công thức có đường để làm khô vắc xin, và công thức hiện tại của họ dựa trên hai loại đường khác nhau - trehalose và pullulan.

Trehalose giúp lấp đầy các khoảng trống trong phân tử khi nước khô đi, hoạt động như một giá đỡ để nâng đỡ cấu trúc. Đường pullulan, là cơ sở của các dải Listerine, bao bọc phân tử để giữ cho nó không bị xoắn, giúp nó không bị tách ra.

Trước đại dịch COVID-19, nhóm nghiên cứu đã chứng minh hiệu quả của phương pháp xử lý đường này để làm khô vắc-xin vi rút Herpes Simplex loại 2 (loại virus gây ra vết loét xung quanh bộ phận sinh dục và trực tràng) và vi rút Cúm A. Cùng với đồng nghiệp Robert DeWitte, Filipe đã đồng sáng lập công ty Elarex để đưa công nghệ này ra thị trường. Hiện tại, họ đang thử với hỗn hợp làm khô mRNA được đóng gói trong các hạt nano lipid.

Vào ngày 17/05/2021, cơ quan Dược phẩm Châu Âu (EMA) đã thông báo rằng vắc xin COVID-19 của BioNTech và Pfizer có thể được giữ tối đa 31 ngày ở nhiệt độ 2-8 độ C thay cho thời hạn quy định trước đây là năm ngày.

Xuân Nguyên

(Nguồn: https://www.nationalgeographic.com/science/article/future-covid-19-vaccines-might-not-have-to-be-kept-so-cold)

Sửa lần cuối 2021-05-19 07:35:04

Bình luận

Bình luận qua Facebook