Tweet
(TECH MOSS) Các nhà khoa học đã phát triển một phương pháp tính toán mới để tạo ra protein nhân tạo. Các nghiên cứu mới cho thấy kết quả đầy hứa hẹn trong phòng thí nghiệm dưới dạng vắc-xin chức năng. Cách tiếp cận này mở ra tiềm năng vắc-xin an toàn và hiệu quả hơn.
Vắc xin là một trong những biện pháp can thiệp hiệu quả nhất để ngăn ngừa sự lây lan của các bệnh truyền nhiễm. Chúng kích hoạt hệ thống miễn dịch để tạo ra các kháng thể bảo vệ chúng ta chống lại nhiễm trùng. Tuy nhiên, chúng ta vẫn thiếu vắc-xin hiệu quả cho nhiều mầm bệnh quan trọng. Ví dụ như cúm, COVID-19 hoặc sốt xuất huyết.
Khi vắc-xin không hoạt động tốt, chúng ta có xu hướng nghĩ rằng đó là do các kháng thể được tạo ra không có tác dụng bảo vệ. Tuy nhiên, Bruno Correia, giáo sư tại Phòng thí nghiệm Thiết kế & Miễn dịch Protein (LPDI) tại Trường Kỹ thuật của EPFL khẳng định: Đó thường là bởi vì hệ thống miễn dịch của chúng ta chỉ đơn giản là tạo ra các loại kháng thể sai.
Protein nhân tạo có ứng dụng rất lớn trong ngành y tế
Các nhà khoa học tại phòng thí nghiệm của Correia hiện đã phát triển một chiến lược để thiết kế các protein nhân tạo hướng dẫn rất chính xác hệ thống miễn dịch của cơ thể tạo ra các kháng thể. Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Khoa học.
Xây dựng protein như xếp Lego
Nhóm EPFL đã tạo ra các protein nhân tạo được thiết kế bằng các phương pháp tính toán. “Chúng không tồn tại trong tự nhiên”, Che Yang, một sinh viên tiến sĩ và đồng tác giả hàng đầu trong nghiên cứu cho biết.
“Chúng tôi đã phát triển một thuật toán thiết kế protein có tên là TopoBuilder. Nó cho phép bạn xây dựng các protein gần như thể bạn đặt các viên gạch Lego lại với nhau. Lắp ráp các protein nhân tạo có chức năng mới lạ rất hấp dẫn.” Fabian Sesterhenn, một nghiên cứu sinh và đồng tác giả hàng đầu nói.
Bệnh không có vắc-xin
Nhóm của Correia tập trung vào việc thiết kế các protein de novo có thể tạo ra vắc-xin cho virus hợp bào hô hấp (RSV). RSV gây nhiễm trùng phổi nghiêm trọng và là nguyên nhân hàng đầu nhập viện ở trẻ sơ sinh và người già, “Mặc dù đã có nhiều thập kỷ nghiên cứu, cho đến ngày nay vẫn chưa có vắc-xin hoặc thuốc chữa virus hợp bào hô hấp”, Correia nói.
Vắc xin sẽ có con đường phát triển mới
Các protein nhân tạo được tạo ra trong phòng thí nghiệm và sau đó được thử nghiệm trên các mô hình động vật và kích hoạt hệ thống miễn dịch để tạo ra các kháng thể đặc hiệu chống lại các điểm yếu trong RSV. Correia nói: “Phát hiện của chúng tôi rất đáng khích lệ vì chúng chỉ ra rằng một ngày nào đó chúng tôi sẽ có thể thiết kế các loại vắc-xin nhắm vào các loại virus cụ thể hiệu quả hơn, bằng cách thúc đẩy hệ thống miễn dịch tạo ra các kháng thể đặc biệt đó”. Các nhà khoa học vẫn còn rất nhiều công việc phía trước cần làm để vắc-xin hiệu quả hơn. Và nghiên cứu này chính là bước đầu tiên.
Các phương pháp tạo protein de novo có ứng dụng vượt ra ngoài miễn dịch học. Thậm chí chúng cũng có thể được sử dụng trong các ngành công nghệ sinh học khác nhau để mở rộng phạm vi cấu trúc và chức năng của protein tự nhiên. Bây giờ chúng ta có thể sử dụng các công cụ thiết kế protein để tạo protein cho các ứng dụng y sinh khác như thuốc dựa trên protein hoặc vật liệu sinh học chức năng.
Nguồn: Tài liệu được cung cấp bởi Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne. Bản gốc được viết bởi Valérie Geneux.
>Xem thêm:
- Vắc-xin phòng ngừa COVID-19: Cuộc đua đã thực sự bắt đầu!
- 04 phương pháp điều trị COVID-19 đang được WHO thử nghiệm
Vắc xin là một trong những biện pháp can thiệp hiệu quả nhất để ngăn ngừa sự lây lan của các bệnh truyền nhiễm. Chúng kích hoạt hệ thống miễn dịch để tạo ra các kháng thể bảo vệ chúng ta chống lại nhiễm trùng. Tuy nhiên, chúng ta vẫn thiếu vắc-xin hiệu quả cho nhiều mầm bệnh quan trọng. Ví dụ như cúm, COVID-19 hoặc sốt xuất huyết.
Khi vắc-xin không hoạt động tốt, chúng ta có xu hướng nghĩ rằng đó là do các kháng thể được tạo ra không có tác dụng bảo vệ. Tuy nhiên, Bruno Correia, giáo sư tại Phòng thí nghiệm Thiết kế & Miễn dịch Protein (LPDI) tại Trường Kỹ thuật của EPFL khẳng định: Đó thường là bởi vì hệ thống miễn dịch của chúng ta chỉ đơn giản là tạo ra các loại kháng thể sai.
Protein nhân tạo có ứng dụng rất lớn trong ngành y tế
Các nhà khoa học tại phòng thí nghiệm của Correia hiện đã phát triển một chiến lược để thiết kế các protein nhân tạo hướng dẫn rất chính xác hệ thống miễn dịch của cơ thể tạo ra các kháng thể. Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Khoa học.
Xây dựng protein như xếp Lego
Nhóm EPFL đã tạo ra các protein nhân tạo được thiết kế bằng các phương pháp tính toán. “Chúng không tồn tại trong tự nhiên”, Che Yang, một sinh viên tiến sĩ và đồng tác giả hàng đầu trong nghiên cứu cho biết.
“Chúng tôi đã phát triển một thuật toán thiết kế protein có tên là TopoBuilder. Nó cho phép bạn xây dựng các protein gần như thể bạn đặt các viên gạch Lego lại với nhau. Lắp ráp các protein nhân tạo có chức năng mới lạ rất hấp dẫn.” Fabian Sesterhenn, một nghiên cứu sinh và đồng tác giả hàng đầu nói.
Bệnh không có vắc-xin
Nhóm của Correia tập trung vào việc thiết kế các protein de novo có thể tạo ra vắc-xin cho virus hợp bào hô hấp (RSV). RSV gây nhiễm trùng phổi nghiêm trọng và là nguyên nhân hàng đầu nhập viện ở trẻ sơ sinh và người già, “Mặc dù đã có nhiều thập kỷ nghiên cứu, cho đến ngày nay vẫn chưa có vắc-xin hoặc thuốc chữa virus hợp bào hô hấp”, Correia nói.
Vắc xin sẽ có con đường phát triển mới
Các protein nhân tạo được tạo ra trong phòng thí nghiệm và sau đó được thử nghiệm trên các mô hình động vật và kích hoạt hệ thống miễn dịch để tạo ra các kháng thể đặc hiệu chống lại các điểm yếu trong RSV. Correia nói: “Phát hiện của chúng tôi rất đáng khích lệ vì chúng chỉ ra rằng một ngày nào đó chúng tôi sẽ có thể thiết kế các loại vắc-xin nhắm vào các loại virus cụ thể hiệu quả hơn, bằng cách thúc đẩy hệ thống miễn dịch tạo ra các kháng thể đặc biệt đó”. Các nhà khoa học vẫn còn rất nhiều công việc phía trước cần làm để vắc-xin hiệu quả hơn. Và nghiên cứu này chính là bước đầu tiên.
Các phương pháp tạo protein de novo có ứng dụng vượt ra ngoài miễn dịch học. Thậm chí chúng cũng có thể được sử dụng trong các ngành công nghệ sinh học khác nhau để mở rộng phạm vi cấu trúc và chức năng của protein tự nhiên. Bây giờ chúng ta có thể sử dụng các công cụ thiết kế protein để tạo protein cho các ứng dụng y sinh khác như thuốc dựa trên protein hoặc vật liệu sinh học chức năng.
Nguồn: Tài liệu được cung cấp bởi Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne. Bản gốc được viết bởi Valérie Geneux.
Techmoss.net
