TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM – ĐHĐN KHOA SINH-MÔI TRƯỜNG Tiểu luận: VACCINE ĂN ĐƯỢC: TIỀM NĂNG VÀ THÁCH THỨC MÔN: CÔNG NGHỆ SINH HỌC DƯỢC LIỆU Giảng viên hướng dẫn: TS Võ Châu Tuấn Sinh viên thực hiện: Ngô Thị Hồng Vân Lớp: 13CNSH Đà Nẵng, tháng 12 năm 2016  MỤC LỤC I Đặt vấn đề Vaccine học (Vaccinology) mở đầu thành công vào cuối kỷ XVIII bác sĩ thú y E.Jenner (Anh) với vaccine làm từ chủng gây bệnh đậu bò, tiêm cho cậu bé 13 tuổi J.Philip Trước bị khai tử vaccine, bệnh đậu mùa nỗi kinh hoàng châu Âu kỷ XVIII, cướp sinh mạng hàng triệu người.[17] Trải qua kỷ vaccine góp phần lớn đẩy lùi nhiều bệnh tật giảm tỷ lệ tử vong cho người Vaccine vũ khí hữu hiệu chống lại bệnh truyền nhiễm nguy hiểm bại liệt, sởi, viêm não,… góp phần quan trọng hạn chế di chứng gây tàn phế cho bệnh nhân, tiết kiệm nhiều chi phí cho gia đình xã hội Trung bình hàng năm, tiêm chủng cứu sống khoảng triệu người toàn giới, khống chế loại trừ nhiều bệnh nảy sinh người chưa có vaccine phòng chống Hiện nay, Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) công nhận tiêm vaccine phương pháp bảo vệ hiệu quả, giúp nhân loại tránh bệnh truyền nhiễm Dựa ý tưởng Jenner vào năm 1880, Louis Pasteur (Pháp) sáng chế thành công vaccine chống bệnh than nhiều loại vacxin khác, tạo trường phái riêng tồn ngày Và nối tiếp thành công hàng loạt loại vaccine sản xuất giúp cho sức khỏe người ngày nâng cao Tuy nhiên bước sang nửa kỷ XX, công nghệ vaccine có bước tiến vượt bậc đạt nhiều thành tích đáng kể, song song với nhiều bệnh dịch nguy hiểm lại tái phát bệnh xuất nên vaccine không giúp ích nhiều việc bảo vệ sức khỏe người Chính mà đặt nhiều thách thức cho nhà khoa học người Đến kỉ XXI, để giải vấn đề nhà khoa học nghĩ đến việc cải tiến sản xuất vaccine hệ với nhiều ưu điểm vượt trội vaccine truyền thống đáp ứng kịp thời biến động khôn lường dịch bệnh ngày Nhắc đến vaccine hệ có vaccine ăn cụm từ mẻ với giới có lạ lẫm với nhiều quốc gia Tuy vaccine ăn tương đối mẻ có nhiều nghiên cứu sản xuất loại vaccine khoảng thời gian trở lại mang lại kết đáng kinh ngạc giúp bảo vệ người cách sử dụng đặc biệt có nhiều nghiên cứu sản xuất giai đoạn thử nghiệm với tiềm kết hữu hiệu Vậy vaccine ăn mang lại tiềm với thách thức cho nhân loại? II Nội dung II.1 Thế vaccine ăn được? Vaccine ăn hay vaccine ăn từ thực vật vaccine tiểu phần protein sản xuất dựa hệ thống thực vật để thu protein làm kháng nguyên mong muốn Hay vaccine ăn vaccine tác động vào thể dịch, kích thích hệ thống miễn dịch thể dịch miễn dịch tế bào [2] Vaccine ăn có hoạt tính tương tự vaccine thông thường, khác vaccine thực vật sản xuất phận ăn lá, củ, quả, hạt Vào năm 1990, vaccine ăn được đời công trình nghiên cứu biểu protein kháng nguyên bề mặt A vi khuẩn Streptococus mutans (SpaA) thuốc thành công đăng kí bảo hộ sáng chế Nối tiếp công trình lịch sử nhiều thành công khác vaccine ăn từ thực vật công bố nhiều loại khác rau diếp cá, cà chua, khoai tây, chuối, ngô… Việc ngày có nhiều công trình nghiên cứu vaccine ăn chứng tỏ tính ưu việt loại vaccine [3] II.2 Cơ chế tác động vaccine ăn hệ miễn dịch Hình Cơ chế tác động vaccine ăn thể Hệ miễn dịch đường tiêu hóa liên quan đến hệ thống miễn dịch nằm niêm mạc gồm :   Mô lympho liên kết (GALT) Mảng Peyer (PP) nguồn phong phú IgA sản xuất thể bào dạng kích thích miên mạc  Mô lympho liên kết với phế quản (BALT)  Tế bào Microfold (M)  Và tế bào tham gia vào hệ miễn dịch T, B Hệ miễn dịch đường tiêu hóa gồm Peyer's patches tổ chức lympho bào nhỏ nằm rải rác mặt thành ruột, thường thay cho tế bào biểu bì ruột tế bào M (microfold) có khả lấy kháng nguyên (lẫn thức ăn) chuyển vào bên cho tế bào trình diện kháng nguyên ( tế bào B, tế bào tua), kháng nguyên trình diện cặp với MHC I II -> tế bào T , tương tự chế gây miễn dịch Các tế bào miễn dịch trưởng thành qua chọn lọc (+/-) vào hệ hạch bạch huyết màng ruột (mesenteric lymphnodes [MLN]) qua lách, kháng nguyên tế bào liên quan xử lý kháng nguyên khác đến từ máu (hình 1) [15] Vacxin ăn đưa vào thể trải qua trình nhai trình biến đổi hệ tiêu hóa ruột non nơi diễn mạnh Khi thức ăn có chứa kháng nguyên vào đường ruột kháng nguyên tiếp xúc với tế bào M chuyển vào màng tế bào sinh chất basolateral với tế bào T,B đại thực bào sau đưa toàn vận chuyển qua màng nhày tế bào M lúc kích hoạt tế bào B nang bạch huyết di chuyển để khuếch tán vào mô bạch huyết nơi tế bào sinh chất tiết IgA kháng thể Các kháng thể IgA vận chuyển tế bào biểu mô đến nơi xảy trình tương tác kháng nguyên kháng thể [5] II.3 Công nghệ sản xuất vaccine ăn II.3.1 Cơ sở khoa học Bước đột phá tạo trồng chuyển gen làm tiền đề cho việc tạo trồng chuyển gen có chứa vaccine ăn với bước sau: - Lựa chọn nhân đoạn gen kháng nguyên vi khuẩn virus gây bệnh - Thử nghiệm thành công vector biểu gen tái tổ hợp - Chuyển thành công gen kháng nguyên vào nhiều loại đối tượng thực vật - Gia tăng tốc độ khối lượng protein tái tổ hợp sản sinh trình II.3.2 Quy trình sản xuất vaccine ăn Để sản xuất vaccine ăn được, công trình nghiên cứu thực theo bước đây: Bước 1: Lựa chọn gen cần biểu (gen quan tâm) đưa vào vector thích hợp Bước 2: Lựa chọn đối tượng thực vật thích hợp để chuyển gen Bước 3: Chuyển vector tái tổ hợp mang gen quan tâm vào thực vật lựa chọn phương pháp chuyển gen khác Bước 4: Kiểm tra biểu gen quan tâm phận ăn thực vật Bước 5: Thử nghiệm khả đáp ứng miễn dịch vaccine xản xuất từ thực vật Bước 6: Sử dụng vaccine thử nghiệm thành công cách ăn tươi dạng thức ăn chế biến Lưu ý bước quan trọng việc chọn promoter Promoter dùng để thiết kế vector biểu phải promoter khỏe, có lực mạnh với RNA-polymerase vật chủ hoạt động promoter điều hòa cách dễ dàng Để biểu kháng nguyên vaccine phận ăn thực vật, nghiên cứu thời gian trở lại thiết kế promoter đặc hiệu mô thực vật, điển promoter đặc hiệu mô củ mô hạt protein sản xuất củ hạt [11] II.3.3 Phương pháp chuyển gen vào thực vật để sản xuất vaccine ăn II.3.3.1 Chuyển gen gián tiếp nhờ Agrobacterium Cây chuyển gen tạp năm 1983 sử dụng vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens Đây loại vi khuẩn sống đất, gây bệnh cho cách gắn đoạn gen vào hệ gen tế bào vật chủ sinh khối u nhờ loại plasmid vi khuẩn này, plasmid Ti (Lê Trần Bình et al, 1997) Người ta lợi dụng đặc điểm vi khuẩn Agrobacterium để chuyển gen mong muốn vào thực vật, plasmid Ti bị bất hoạt, khả gắn DNA vào tế bào khả gây bệnh Để sản xuất vaccine ăn được, người ta thiết kế vector gồm hai gen gen mã hóa cho kháng nguyên virus gen kháng kháng sinh Khi đó, môi trường có kháng sinh tế bào thực vật không mang gen chuyển bị chết, trái lại tế bào mang gen hình thành callus, từ tạo thành hoàn chỉnh [16] Phương pháp có số bất lợi: plasmid Ti gắn ngẫu nhiên vào hệ thống gen thực vật, làm tăng tính không đồng mức độ biểu kháng nguyên chuyển gen Ngoài ra, cách chuyển gen phá vỡ biểu gen dẫn đến sinh trường bất thường chuyển gen Tuy nhiên, phương pháp chuyển gen gián tiếp nhờ Agrobacterium có hiệu số loài Đặc biệt, lớp mầm bao gồm ngũ cốc giới lúa, lúa mì, ngô không biến nạp dễ dàng đường Để khai thác sử dụng A.tumefaciens vector chuyển gen nhà nghiên cứu loại bỏ gen gây khối u gen mã hóa opine T-DNA thay vào marker chọn lọc, trì vùng rìa trái rìa phải T-DNA gen vir Gen chuyển xen vào vùng rìa T-DNA Nó chuyển vào tế bào trở nên hợp với nhiễm sắc thể tế bào thực vật [9] II.3.3.2 Chuyển gen ổn định • Chuyển gen vào nhân Chuyển gen vào nhân phương pháp gắn gen quan tâm vào nhiễm sắc thể thực vật ứng dụng phổ biến sản xuất protein chức Ngoài ra, đưa gen vào lục lạp Lục lạp quan tử thực vật có nguồn gốc từ vi khuẩn cộng sinh thực vật có chế di truyền giống với plasmid vi khuẩn Người ta tính tế bào trưởng thành có tới 100 lục lạp, lục lạp 100 DNA vòng, mức độ biểu gen cao, tới 35% protein tổng số (Gleba et al.,2005) Tuy nhiên protein biểu thường chức đầy đủ máy di truyền lục lạp mức độ quan tử nên khó đảm bảo biến đổi sau dịch mã • Chuyển gen trực tiếp vào protoplast Để DNA dễ xâm nhập vào tế bào thực vật, phải loại bỏ vách tế bào tạo protiplast Protoplast trì môi trường nuôi cấy tế bào sinh trưởng cách độc lập với môi trường đặc hiệu, vách tế bào tạo thành toàn tái sinh từ tế bào Quá trình chuyển gen thực cách trực tiếp chế vật lý đơn giản, không cần có vector Để tăng hiệu biến nạp, người ta xử lý protoplast với Plolyethylene glycol xung điện Phương pháp chuyển gen có hiệu đa số loài thực vật, số có loài thực vật mà phương pháp chuyển gen gián tiếp không thực loài lúa phụ (Datta, 1990), ngô (Doon, 1990), lúa mì (Vassi, 1992) • Chuyển gen kỹ thuật xung điện Đây phương pháp học sử dụng để đưa phân tử phân cực vào tế bào chủ qua màng tế bào Với tính chất màng phospholipid có trạng thái tương đối yếu tương tác kỵ nước phospholipid kép khả tập hợp lại cách tự động sau bị rối loạn (Purves, 2001), nên có xung điện cao tạo vài phần nghìn giây kỹ thuật xung điện làm rối loạn cấu trúc màng phospholipid tạo lỗ thủng tạm thời cho phép phân tử DNA ngoại lại từ môi trường xâm nhập vào bên tế bào Sau màng đóng kín lại nhanh chóng tế bào không bị ảnh hưởng Phương pháp sử dụng gần tất loại tế bào loài Hiệu biến nạp phương pháp tương đối cao Tuy nhiên có hạn chế phương pháp vận chuyển DNA ngoại lai vào khỏi tế bào suốt thời gian điện biến nạp tương đối không đặc hiệu Điều 10 dẫn đến kết không cân ion mà sau làm rối loạn chức tế bào tế bào chết (Weaver, 1995) II.3.3.3 Chuyển gen súng bắn gen [8] Callus tế bào thực vật giống sinh trưởng môi trường gel đĩa petri mục tiêu súng bắn gen Khi hạt tungsten va chạm vào đĩa, gel callus bị phá vỡ nhiều Tuy nhiên, số tế bào không bị phá vỡ va chạm tiếp nhận hạt tungsten bao bọc DNA cuối phân tử DNA ngoại lại xâm nhập hợp nhiễm sắc thể thực vật Các tế bào từ đĩa petri tập hợp lại chọn lọc tế bào hợp thành công Các tế bào đơn chọn lọc từ callus xử lý với số hormone thực vật auxin, gibberelin tế bào phân chia, biệt hóa chức thành tế bào mô, quan, tế bào chuyên hóa toàn cậy Cây có nguồn gốc từ tế bào nảy mầm thành công mang lại đặc tính di truyền Chuyển gen súng bắn gen có nhiều ưu điểm thao tác dễ dàng, chuyển gen vào nhiều loại tế bào mô, tế bào biến nạp có tỉ lệ sống sót cao, cho phép đưa gen vào tế bào vị trí mong muốn nên sử dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực II.3.3.4 Chuyển gen kỹ thuật calcium phosphate Phương pháp phát triển để xác định lây nhiễm DNA virus (Graham 1973) sử dụng rỗng rãi để thử nghiệm hoạt động biến nạp DNA virus DNA tách chiết từ tế bào Eukaryote (Wigler 1978, Graham 1979 Pellicer 1980) Để thực phương pháp tế bào nhận cần ủ với chất đồng kết tủa DNA calcium phosphate Kết tủa bám vào tế bào sau hấp thụ vào tế bào qua trình ẩm bào (Loyter 1982) Trong tế bào, phân tử DNA ngoại lai nằm không bào tạo thành ẩm bào lysosome thứ hai DNA đến nhân hợp genonom chủ Hiện nay, phương pháp có giá trị ý nghĩa lớn với nghiên cứu chuyển gen vào tế bào soma nuôi cấy sử dụng nhiều để chuyển dòng genome vào tế bào đích Tỉ lệ tế bào biến nạp ổn định kỹ 11 thuật tương đương với phương pháp vi tiêm với điểm khác có nhiều tế bào biến nạp lần Phương pháp sử dụng phổ biến đơn giản, dễ thực hiện, tốn kém, số tế bào chết sau biến nạp Tuy nhiên hiệu biến nạp mức độ biểu gen chuyển vào thấp II.4 Tiềm thách thức vaccine ăn II.4.1 Những thành tựu vaccine ăn Vaccine từ khoai tây chuyển gen ngừa viêm gan B tạo nhóm nghiên cứu Chles Amtzen đứng đầu đưa protein virus viêm gan B vào khoai tây Khi người ăn khoai tây, protein giúp hệ miễn dịch nhận tiêu diệt virus viêm gan B Trong thử nghiệm lâm sàng cho thấy 60% tình nguyện viên ăn khoai tây GM tăng lượng kháng thể chống lại virut đáng kể Kết thử nghiệm (hình 2) thúc đẩy thành công khả miễn dịch Hình Kết thử nghiệm lâm sàng vaccine khoai tây Vaccine dịch tả từ gạo nhà khoa học Nhật Bản nghiên cứu, nghiên cứu giúp nước phát triển kiểm soát bệnh dịch tả cách 12 nhanh chóng vaccine gạo loại thực vật có lớp nhầy vỏ bao bọc nên vaccine bị tác động, gây bệnh thông thường vaccine gạo bảo quản dễ dàng không nguy có nhiễm khuẩn [12] (Hình 3) cho thấy chuyển gen vaccine cho thấyHình Sự khác biệt trước sau chuyển gen hạt gạo hạt gạo chuyển đổi màu sắc sản phẩm đoạn gen chuyển vào Thành công cho công vaccine ăn loại vaccine bệnh dịch hạch, nhà khoa học tìm loại protein gồm kháng nguyên F1 tạo vỏ tế bào Y.pestis kháng nguyên V Cả hai kháng nguyên tham gia vào trình gây bệnh kháng nguyên chuyển vào thuốc nhờ vi khuẩn Agrobacterium Sau kháng nguyên thử nghiệm chuột bạch bị bệnh, kết cho thấy sử dụng tỉ lệ sống chuột kéo dài thêm 21 ngày chuột không thử chết sau ngày gây bệnh [13] Ngoài ra, nhà khoa học nghiên cứu sản xuất vaccine ăn để ngăn ngừa bệnh ưng thư vú ưng thư cổ tử cung Các nhà khoa học hi vọng thử nghiệm chúng có phản ứng miễn dịch tự bảo vệ [10] Ứng dụng loài thực vật rẻ tiền chuối cà chua để sản xuất vaccine ăn cho dịch bệnh, vaccine viêm gan B từ chuối với chi phí thấp phát triển cứu hàng trăm nghìn người Hay sản xuất vaccine từ cà chua để chống RSV-loại virus tiềm phát cho bệnh hô hấp khiến cho gần 90.000 người phải nhập viện 4.500 trẻ sơ sinh trẻ em tử vong năm, hy vọng nghiên cứu tạo khả bảo vệ cách kích thích kháng thể mũi, họng miệng [14] 13 Bên cạnh thành tựu có vaccine cai thuốc có tên NicVAX, có khả tạo kháng thể chống nicotin máu lên não, làm cảm giác thèm thuốc Kết nghiên cứu thử nghiệm chuột cho thấy lượng nicotin máu bị giữ lại cao gấp 8,5 lần [18] Từ xưa đến dị ứng vấn đề sức khỏe đáng ý ảnh hưởng đến 15% dân số giới Nó xảy da, máy hô hấp, ruột… phương pháp chữa bệnh chủ yếu sử dụng loại thuốc hóa học Tuy nhiên, điều làm ảnh hưởng sức khỏe người tác dụng phụ để giải vấn đề nhà khoa học Nhật Bản nghiên cứu tạo vaccine nhờ vào việc biểu thị “các epitope nhiều tế bào T”, kích thích chống lại ức chế “Th2 – phản ứng IgE trung gian” [1] II.4.2 Tiềm vaccine ăn Cùng với tiến khoa học hiểu biết vai trò miễn dịch chỗ IgA tiết ra, vacxin phòng bệnh đường tiêu hóa sử dụng nghiên cứu đưa vào thể cách ăn uống Đường ăn uống kích thích miễn dịch tiết chỗ mạnh nhiều so với đường tiêm Vaccine ăn có hiệu lực cao nên khả xuất nguy tiềm ẩn liên quan đến vaccine hợp chất độc hại, phản ứng dị ứng nguy nhược độc vaccine thấp [6] Các tiểu đơn vị protein sản xuất thực vật chứng minh hiệu so với tiêm da tiêm vào bắp thịt Vaccine ăn có nguồn gốc thực vật sản phẩm tương lai an toàn hiệu việc tiêm chủng, khắc phục khó khăn liên quan đến vacxin truyền thống tốn sản xuất Nếu vaccine qua đường miệng dùng dạng tinh sạch, không bao gói, dễ dàng bị dịch tiêu hóa đường ruột phân hủy Tuy nhiên, vaccine 14 thực vật mô thực vật bao bọc, hạn chế phá hủy ổn định, bền vững thể Vì vaccine sản xuất thực vật nên sử dụng gen mã hóa cho phần protein vỏ virus mà không cần đến virus sống vaccine nhược độc hay virus chết vaccine bất hoạt Do đó, vaccine không trở lại thành virus gây bệnh cho người động vật, đồng thời tránh nguy nhiễm mầm bệnh tiềm tàng từ vaccine hệ thống động vật có vú Nhiều sinh vật gây bệnh chưa biết động vật phát dịch nuôi cấy dễ dàng truyền bệnh cho người động vật, bệnh thực vật không lây nhiễm Vì nên không cần phải tách chiết tinh kháng nguyên vaccine ăn Một loài thực vật ứng dụng sản xuất chứa lúc nhiều loại kháng nguyên, kháng nguyên thực vật có nguồn gốc tổng hợp từ thực vật lắp ráp cách tự nhiên vào oligomer không gây sai sót cho trình nhân đôi Vaccine ăn sản xuất nhiều loại protein lần nên tạo vaccine chống lại nhiều bệnh chẳng hạn enterotoxigenic E coli (ETEC), dịch tả totavirus Bằng việc sử dụng vi khuẩn tế bào động vật để sản xuất gặp phải nguy nhiễm độc tố tiềm cho người cao, khi sử dụng vaccine ăn từ thực vật cần trồng khoảng 200 mẫu đất cho loại thực vật cung cấp đủ nguồn vaccine Bởi thực vật dễ dàng tăng quy mô sản xuất dễ thu sinh khối Vaccine ăn sản xuất tiềm lớn làm giảm gánh nặng cho bệnh viêm gan, tiêu chảy Vacxin ăn tồn thực vật không sử dụng chất bảo quản hay chất tăng cường hoạt lực vaccine tiết kiệm chi phí sản xuất Vacxin ăn được lưu trữ thực vật chuyển đổi mã hóa nhờ thực vật nên ứng dụng rộng rãi chi phí sản xuất vaccine ăn thấp, phù 15 hợp với nước phát triển Bên cạnh đó, nguồn nguyên liệu mầm bệnh, độc tố để lấy DNA hay protein miễn phí góp phần giảm chi phí sản xuất Vacxin ăn trồng đất nông nghiệp nhà kính sử dụng nguồn không khí ánh sáng tự nhiên khoáng chất phí sản xuất thấp, dễ thích nghi với quy mô lớn cách tăng số lượng trồng Ví dụ sản xuất vacxin viêm gan B đáp ứng cho 133 triệu trẻ em sinh giới năm [4] Vacine ăn dễ dàng vận chuyển, sử dụng đơn giản so với loại vaccine truyền thống Với việc sử dụng đường ăn uống nên làm giảm nguồn nhân lực y tế cho việc tiêm phòng điều kiện vô trùng tiêm phòng vaccine, đặc biệt dây chuyền lạnh bảo quản vaccine Việc sản xuất vaccine ăn gần gũi với người sử dụng nên có khả cung cấp đáp ứng kịp thời vùng dịch cao [16] Với sư phân hóa giàu nghèo nước giới dịch vụ chăm sóc sức khỏe nhiều nước có khoảng cách lớn, thêm vào chiến đấu vô khó khăn với mầm bệnh, dịch bệnh chúng ngày biến đổi khôn lường HIV, sốt rét… Do sản xuất vaccine chi phí thấp hiệu cao cho việc sử dụng thiết thực vaccine ăn tiềm lớn trở thành vũ khí cho điều trị đại dịch phòng bệnh cho người Cuối vaccine ăn nâng cao giá trị trồng chúng trồng chế biến quy mô lớn, đáp ứng nhu cầu thuốc dược phẩm cho người, đặc biệt trồng chuyển gen tiếp cận, gần gũi với người, phần xóa bỏ định kiến số người với sản phẩm chuyển gen Bên cạnh góp phần làm cho vaccine giới bước lên bậc mở thêm kỷ nguyên nông nghiệp, nhà khoa học gọi “biofarming”, nông nghiệp cải biến chất lượng, trở thành “nhà máy” sản xuất vaccine [7] 16 II.4.2 Những thách thức vaccine ăn phải đối đầu Tuy vacxin ăn tiềm lớn cho ngành y dược nay, có không khó khăn cần phải giải trước thương mại hóa đặc biệt phải trả lời thắc mắc lớn kháng nguyên sử dụng, tính an toàn, liều lượng dùng, nhận thức công chúng kiểm soát chất lượng, giấy phép sản xuất, sách nhà nước sản phẩm biến đổi gen Vaccine ăn được tiếp nhận qua đường ăn uống, đường làm vaccine dễ bị dịch đường tiêu hóa phá hủy Đường tiêu hóa nơi có nhiều vi sinh vật xâm nhập vào thể nên làm ảnh hưởng đến vacxin, đặc biệt vấn đề nhiễm khuẩn vaccine Đối với tính an toàn vaccine ăn loại vacxin cấy gen DNA ngoại lai virus, vi khuẩn vào thực vật nên vấn đề kiểm soát an toàn gen DNA ngoại lai vào tế bào thực vật câu hỏi lớn cho nhà khoa học chế hoạt động gen DNA virus, vi khuẩn với chế hoạt động thực vật không giống hoàn toàn Đặc biệt hệ gen thực vật biến đổi liên tục không kiểm soát việc ứng dụng sản xuất vaccine ăn lên loài lương thực thứ yếu việc sản xuất không thành công hay có phản ứng phụ bất lợi xảy đe dọa đến nguồn lương thực cho toàn cầu Việc đầu tư sản xuất vaccine tốn Chi phí từ giai đoạn nghiên cứu đến việc sản xuất thử, trang thiết bị cuối đánh giá lâm sàng hiệu để vaccine đời ước tính từ 200 – 400 triệu USD Đây mức chi không tưởng, xa xỉ với nước nghèo Theo thời gian nhiều bệnh xuất chưa có vacxin Từ thập kỷ qua xuất nhiều bệnh truyền nhiễm như: HIV/AIDS, bò điên, sốt xuất huyết, SARS, cúm gà, Ebola, Zika, thách thức lớn cho giới khoa học nhà quản lý y tế nước Bệnh xuất nhanh việc sản xuất vacxin ăn thực vật lại trình dài từ chuyển gen, 17 thích ứng gen thực vật, nuôi trồng tạo sản phẩm thự nghiệm tính Bản chất vaccine tồn thực vật ảnh hưởng đến hệ gen thực vật Thêm vào đó, gen ADN virus, vi khuẩn sử dụng làm vaccine số chất bảo quản để đảm bảo độ bền gây ảnh hưởng đến chất lượng vaccine Vaccine nhạy cảm với yếu tố môi trường đặc biệt nhiệt độ ánh sáng nên phải lựa chọn loài thực vật ứng dụng cho việc sản xuất phải phù hợp với điều kiện mà vaccine đặt Ngoài ra, nguồn gen ADN virus, vi khuẩn chọn phải bảo đảm đồng nhất, mang tính đại diện cho nhóm gen gây bệnh nên cần kỹ thuật cao tìm gen mong muốn Bên cạnh đó, khó khăn phát triển vaccine phối hợp phải bảo đảm số yêu cầu tương thích loại thành phần vaccine liên hợp với (kháng thể, chất bảo quản, chất phụ gia, tá dược, chất ổn định), bảo đảm độ bền vững vaccine thành phần Thêm phải bảo đảm tính gây miễn dịch hiệu bảo vệ kháng nguyên, bảo đảm phối hợp không làm tăng tác dụng phụ vaccine phối hợp Hoạt lực vaccine dễ bị ảnh hưởng yếu tố môi trường hệ tiêu hóa người Một số thực vật cần nấu chín sử dụng lại làm suy giảm hoạt lực vacxin Tính quán liều lượng vaccine thực vật khó kiểm soát Thêm vào thách thức tương đối lớn dành cho vaccine ăn tin tưởng sử dụng người Bởi lẽ vấn đề sử dụng hay không sử dụng thực vật chuyển gen nhiều quốc gia nhà khoa học tranh cãi nhiều Nên để người yên tâm sử dụng sản phẩm chuyển gen phải khoảng thời gian dài làm điều Đây có lẽ rào cản lớn cho vaccine ăn III Kết luận 18 Như vậy, vấn đề tồn sản xuất vaccine ăn từ thực vật mở hướng nghiên cứu quan trọng cho nhà khoa học đường tìm kiếm vaccine giá rẻ, cung cấp đến nơi giới, đặc biệt nước phát triển Và rõ ràng loại vaccine đầy tiềm bước vào giai đoạn phát triển sục sôi, đòi hỏi hợp tác nhiều nhà khoa học giới giải khó khăn mà vaccine ăn gặp phải Nhất việc chuyển giao công nghệ vaccine ăn đến nước phát triển cần thiết đối tượng thực cần IV Tài liệu tham khảo Mond J J., Kokai-Kun J F (2008), The Multifunctional Role of Antibodies in the Protective Response to Bacterial T Cell-Independent Antigens, pp 17 – 40 Amanda M Walmsley, Charles J Arntzen (2003), Plant cell factories and mucosal vaccines, pp 145 - 150 Doshi V., Rawal H., Mukherjee S., (2013), Edible vaccines from gm crops: current status and future scope, p Hayden, Celine A (2014), An Oral Vaccine for Hepatitis B: Challenges, Setbacks, and Breakthroughs Janvier B, Archinard P, Mandrand B, Goudeau A, Barin F., (1990), Linear Bcell epitopes of the major core protein of human immunodeficiency virus types and J Virol Joensuu J J., Niklander-Teeri V., Brandle J E., (2008), Transgenic plants for animal health: plant-made vaccine antigens for animal infectious disease control, pp 553–577 Korban SS, Krasnyanski SF Buetow DE (2002), Foods as production and delivery vehicles for human vaccine J Amer Coll Nutr pp 212 - 217 Kyoung-Min Jo, Yeonhwa Joa, Hoseong Choi, Hyosub Chua, Sen Liana, JuYeon Yoonb, Seung-Kook Choib, Kook-Hyung Kima, Won Kyong Cho 19 (2015), Development of genetically modified chrysanthemums resistant to Chrysanthemum stunt viroid using sense and antisense RNAs, pp 17 - 24 L.E Yakabe, S.R Parker, D.A Kluepfel (2016), Effect of pre-plant soil fumigants on Agrobacterium tumefaciens, pythiaceous species, and subsequent soil recolonization by A tumefaciens, pp 583 - 590 10 ME Cueno., Y Hibi., K Karamatsu., Yasutomi., AC Laurena., T Okamoto., (2009), P19-16 Potential of an HIV-1 Tat fusion protein expressed in tomato as a plant-based HIV vaccine , Retrovirolog 11 Mishra., Neeraj Gupta., Prem N Khatri., Kapil Goyal., Amit K Vyas., Suresh P., (2008), Edible vaccines: A new approach to oral immunization, pp 283 - 294 12 Natsumi Takeyama., Yoshikazu Yuki., Daisuke Tokuhara., Kazuki Orokua, Mio Mejima, Shiho Kurokawa, Masaharu Kuroda, Toshiaki Kodama, Shinya Nagai, Susumu Ueda, Hiroshi Kiyono (2015), Oral rice-based vaccine induces passive and active immunity against enterotoxigenic E coli-mediated diarrhea in pigs, pp 205 - 211 13 Paul M Arnaboldi., Mariya Sambir., Christina D’Arco., Lauren A Peters., Jos F.M.L Seegers., Lloyd Mayer., Alison A McCormick., Raymond J Dattwyler (2016), Intranasal delivery of a protein subunit vaccine using a Tobacco Mosaic Virus platform protects against pneumonic plague, pp 768 776 14 Salyaev R K., Rekoslavskaya N I., Shchelkunov S N., Stolbikov A S., Hammond R V., (2009), Study of the mucosal immune response duration in mice after administration of a candidate edible vaccine based on transgenic tomato plants carrying the TBI-HBS gene, Biochem Biophys pp 118 - 120 15 Siliciano RF (2013), Acquired Immune Deficiency Syndrome In: Encyclopedia of Life Science Chichester 16 Tacket C.O (2009), Plant-Based Oral Vaccines: Results of Human Trials, , pp 103 – 117 20 17 Young-Sook Kim., Tae-Jin Kang., Yong-Suk Jang., Moon-Sik Yang (2004), Expression of neutralizing epitope of porcine epidemic diarrhea virus in potato plants, pp 125 - 130 18 Zhu-Mei He., Xiao-Ling Jiang., Yu Qi., Di-Qing Luo., (2008), Assessment of the utility of the tomato fruit-specific E8 promoter for driving vaccine antigen expression, pp 207 - 214 21 [...]... khối Vaccine ăn được khi được sản xuất là tiềm năng lớn làm giảm gánh nặng cho các bệnh như viêm gan, tiêu chảy Vacxin ăn được tồn tại trong thực vật không sử dụng các chất bảo quản hay chất tăng cường hoạt lực của vaccine sẽ tiết kiệm được chi phí sản xuất Vacxin ăn được được lưu trữ trong thực vật và chuyển đổi mã hóa nhờ thực vật nên nếu được ứng dụng rộng rãi thì chi phí sản xuất vaccine ăn được. .. tiết tại chỗ mạnh hơn nhiều so với đường tiêm Vaccine ăn được có hiệu lực cao nên khả năng xuất hiện các nguy cơ tiềm ẩn liên quan đến vaccine như hợp chất độc hại, phản ứng dị ứng và nguy cơ nhược độc của vaccine thấp [6] Các tiểu đơn vị protein được sản xuất bằng thực vật được chứng minh hiệu quả hơn so với tiêm dưới da hoặc tiêm vào bắp thịt Vaccine ăn được có nguồn gốc thực vật là sản phẩm tương... sách của nhà nước đối với các sản phẩm biến đổi gen Vaccine ăn được được tiếp nhận qua đường ăn uống, đây là đường làm vaccine dễ bị dịch đường tiêu hóa phá hủy Đường tiêu hóa nơi có nhiều vi sinh vật xâm nhập vào cơ thể nên có thể làm ảnh hưởng đến vacxin, đặc biệt là vấn đề nhiễm khuẩn của vaccine Đối với tính an toàn thì vaccine ăn được là loại vacxin được cấy gen DNA ngoại lai của virus, vi khuẩn vào... chiến đấu vô cùng khó khăn với các mầm bệnh, dịch bệnh khi chúng ngày càng biến đổi khôn lường như HIV, sốt rét… Do đó sản xuất vaccine chi phí thấp nhưng hiệu quả cao cho việc sử dụng là rất thiết thực và vaccine ăn được chính là tiềm năng lớn trở thành vũ khí mới cho điều trị đại dịch và phòng bệnh cho người Cuối cùng vaccine ăn được đã nâng cao giá trị của cây trồng vì chúng được trồng và chế biến... hiệu quả biến nạp và mức độ biểu hiện của gen được chuyển vào thấp II.4 Tiềm năng và thách thức của vaccine ăn được II.4.1 Những thành tựu vaccine ăn được Vaccine từ khoai tây chuyển gen ngừa viêm gan B được tạo bởi một nhóm nghiên cứu do Chles Amtzen đứng đầu đã đưa một protein của virus viêm gan B vào khoai tây Khi con người ăn khoai tây, protein sẽ giúp hệ miễn dịch nhận ra và tiêu diệt mọi virus viêm... học trên con đường tìm kiếm một vaccine giá rẻ, cung cấp đến mọi nơi trên thế giới, đặc biệt ở những nước đang phát triển Và rõ ràng loại vaccine này đầy tiềm năng đang bước vào giai đoạn phát triển sục sôi, đòi hỏi sự hợp tác của nhiều nhà khoa học trên thế giới cùng giải quyết những khó khăn mà vaccine ăn được gặp phải Nhất là việc chuyển giao công nghệ vaccine ăn được đến các nước đang phát triển... xuất vaccine [7] 16 II.4.2 Những thách thức vaccine ăn được phải đối đầu Tuy vacxin ăn được là tiềm năng lớn cho ngành y dược hiện nay, nhưng cũng có không ít khó khăn cần phải giải quyết trước khi nó được thương mại hóa và đặc biệt phải trả lời những thắc mắc lớn như kháng nguyên sử dụng, tính an toàn, liều lượng dùng, nhận thức của công chúng và kiểm soát được chất lượng, giấy phép sản xuất, chính... tạo vaccine nhờ vào việc biểu thị “các epitope của nhiều tế bào T”, kích thích chống lại sự ức chế đối với “Th2 – phản ứng IgE trung gian” [1] II.4.2 Tiềm năng của vaccine ăn được Cùng với tiến bộ khoa học trong sự hiểu biết về vai trò của miễn dịch tại chỗ do IgA tiết ra, những vacxin phòng bệnh đường tiêu hóa đã được sử dụng hoặc đang được nghiên cứu đưa vào cơ thể bằng cách ăn hoặc uống Đường ăn. .. không sử dụng thực vật chuyển gen đang được nhiều quốc gia cũng như các nhà khoa học tranh cãi rất nhiều Nên để con người yên tâm sử dụng sản phẩm chuyển gen có thể sẽ phải mất khoảng thời gian dài và có thể không thể làm được điều này Đây có lẽ là rào cản lớn nhất cho vaccine ăn được III Kết luận 18 Như vậy, những vấn đề còn tồn tại trong sản xuất vaccine ăn được từ thực vật sẽ mở ra những hướng nghiên... bệnh thực vật không lây nhiễm được như vậy Vì thế nên không cần phải tách chiết và tinh sạch kháng nguyên ở vaccine ăn được Một loài thực vật được ứng dụng sản xuất có thể chứa cùng lúc nhiều loại kháng nguyên, những kháng nguyên thực vật có nguồn gốc tổng hợp từ thực vật được lắp ráp một cách tự nhiên vào các oligomer sẽ không gây ra sai sót cho quá trình nhân đôi Vaccine ăn được có thể sản xuất nhiều ... với tiềm kết hữu hiệu Vậy vaccine ăn mang lại tiềm với thách thức cho nhân loại? II Nội dung II.1 Thế vaccine ăn được? Vaccine ăn hay vaccine ăn từ thực vật vaccine tiểu phần protein sản xuất... mong muốn Hay vaccine ăn vaccine tác động vào thể dịch, kích thích hệ thống miễn dịch thể dịch miễn dịch tế bào [2] Vaccine ăn có hoạt tính tương tự vaccine thông thường, khác vaccine thực vật...TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM – ĐHĐN KHOA SINH-MÔI TRƯỜNG Tiểu luận: VACCINE ĂN ĐƯỢC: TIỀM NĂNG VÀ THÁCH THỨC MÔN: CÔNG NGHỆ SINH HỌC DƯỢC LIỆU Giảng viên hướng dẫn: TS Võ