Phương pháp tiếp cận vắc xin mới này, được mô tả trong báo cáo khoa học đăng trên tạp chí Science Translational Medicine, là một phần trong nỗ lực kéo dài 5 năm nhằm phát triển một loại vắc xin cúm phổ thông có tác dụng lâu dài hơn, có thể ngăn chặn tất cả các phiên bản của vi rút.

Các chủng cúm được gọi bằng một mã tốc ký, chẳng hạn như H5N1, mã này mô tả hương vị của hai loại protein bề mặt cụ thể mà nó mang theo. H (đôi khi là HA), là hemagglutinin, một loại protein hình kẹo mút liên kết với một thụ thể trên tế bào người, bước đầu tiên để đưa virus vào bên trong tế bào. N là neuraminidase, một loại protein thứ hai cho phép một loại virus mới được tạo ra thoát khỏi tế bào chủ và tiếp tục lây nhiễm sang các tế bào khác.

Nicholas Heaton, Tiến sĩ, phó giáo sư về di truyền phân tử và vi sinh học tạiDuke researchers & inovation (Anh Quốc), người đứng đầu nghiên cứu, cho biết: “Trên nhân virus, có lượng hemagglutinin cao gấp 5 đến 10 lần so với neuraminidase. Nếu chúng tôi lấy máu của bạn để xem liệu bạn có khả năng được bảo vệ khỏi một chủng cúm hay không, chúng tôi sẽ đo lường tác động của kháng thể đối với hemagglutinin như thước đo tốt nhất về những gì có thể xảy ra với bạn. Các mối tương quan mạnh nhất về khả năng bảo vệ có liên quan đến khả năng miễn dịch theo hướng hemagglutinin."

Phó GS, Tiến sĩ Nicholas Heaton dẫn đầu nghiên cứu vaccin cúm một cho tất cả tại viện Duke.

Vắc-xin dạy hệ thống miễn dịch phản ứng với các phần vi-rút đã được thiết kế đặc biệt cho các phiên bản cúm được cho là nguy hiểm nhất trong mùa cúm sắp tới. Lý do chúng ta cần tiêm phòng cúm mới vào mỗi mùa thu không phải vì vắc xin đã hết tác dụng; đó là do vi rút cúm liên tục thay đổi các protein bề mặt mà vắc xin nhắm tới.

Tiêm phòng cúm - và hệ thống miễn dịch - có xu hướng nhắm vào "đầu" hemagglutinin giống như củ hơn là vào cuống. Nhưng các chi tiết ở vùng đầu đó cũng thay đổi liên tục, tạo ra một cuộc chạy đua vũ trang giữa thiết kế vắc xin và virus. Khi so sánh, thân cây thay đổi ít hơn nhiều.

Heaton giải thích: “Một số nhóm đã trải qua và thử nghiệm gây đột biến toàn bộ hemagglutinin và hỏi ‘những khu vực nào có thể thay đổi mà vẫn cho phép hemagglutinin hoạt động?’”.

Vì vậy, nhóm Duke đã tìm cách thiết kế các protein kích thích phản ứng miễn dịch tập trung hơn vào phần thân hơn là đầu. Heaton nói: "Virus đã tiến hóa để hệ thống miễn dịch nhận ra những điều này (đặc điểm ở vùng đầu). Nhưng đây là những hình dạng mà virus có thể thay đổi. Đó là một chiến lược quỷ quyệt".

Bằng cách sử dụng chỉnh sửa gen, họ đã tạo ra hơn 80.000 biến thể của protein hemagglutinin với những thay đổi ở một phần ngay trên đầu vùng đầu và sau đó thử nghiệm một loại vắc-xin chứa hỗn hợp các biến thể này trên chuột và chồn.

Do có nhiều dạng hình dạng đầu khác nhau được đưa vào hệ thống miễn dịch và tính nhất quán tương đối của thân, nên các loại vắc xin này tạo ra nhiều kháng thể hơn đối với phần thân của hemagglutinin để đáp ứng. Heaton cho biết: “Cơ hội để hệ thống miễn dịch nhìn thấy (phần đầu) nhiều lần như nó cần sẽ bị tổn hại vì có sự đa dạng ở đó”.

Thay vì nhắm vào protein bề mặt (màu đỏ) hay biến chủng mà nhận diện phần thân bên dưới.

Trong các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm và trên động vật, vắc-xin thử nghiệm khiến hệ thống miễn dịch phản ứng mạnh mẽ hơn với các vùng cuống vì chúng hoạt động ổn định. Điều này đã thúc đẩy phản ứng miễn dịch đối với vắc xin nói chung và trong một số trường hợp, thậm chí còn cải thiện phản ứng kháng thể đối với vùng đầu của protein.

Heaton cho biết: “Cơ chế bảo vệ của chúng không nhất thiết là ngăn chặn bước lây nhiễm đầu tiên. Vì vậy, ý tưởng của chúng tôi là điều gì sẽ xảy ra nếu chúng ta có thể tạo ra một loại vắc-xin cung cấp cho tất cả?'"

Heaton nói: “Về cơ bản, là có, chúng tôi có thể đạt được điều đó”.

Sau khi tiêm một loại vắc-xin biến thể cao trong một số thí nghiệm, 100% số chuột đã tránh được bệnh tật hoặc tử vong do một liều lượng vi-rút cúm đáng lẽ phải gây tử vong.

Các bước tiếp theo của nghiên cứu sẽ cố gắng tìm hiểu xem liệu có thể đạt được mức độ miễn dịch tương tự hay không bằng cách đưa ra ít hơn 80.000 biến thể hemagglutinin.