Tiếng Việt
Vaccine mRNA, loại dùng để chống COVID-19, hoạt động như thế nào để bảo vệ con người?
Mẫu vaccine đầu tiên được FDA cấp phép sử dụng tại thị trường Mỹ để chống lại đại dịch COVID-19, được Pfizer và BioNTech sản xuất là một loại vaccine mRNA. Vaccine thứ hai từ Moderna cũng có cơ chế hoạt động tương tự. Vấn đề là từ trước đến nay chưa có một loại vaccine mRNA nào được sử dụng rộng rãi trên thị trường như vaccine chống COVID-19. Vì thế cũng là hợp lý khi chúng ta nói về cách vaccine mRNA hoạt động, và nó liên quan đến DNA ở chỗ nào?
Để giải đáp những câu hỏi mà anh chị em bên phương Tây hay hỏi: Không, vaccine mRNA không thay đổi kết cấu DNA của con người. Nó là một công nghệ dù không có nhiều sản phẩm ứng dụng rộng rãi, nhưng thành quả nghiên cứu khoa học của nó đã được khẳng định của hàng thập kỷ qua. Thậm chí CDC cũng có cả một danh sách thông tin chính thức để mọi người có thể hiểu thêm về công nghệ vaccine mRNA.
Giải thích một cách ngắn gọn, mRNA trong vaccine là những chuỗi lệnh để cơ thể người có thể tạo ra những chuỗi protein gai giống hệt của loại virus corona gây ra COVID-19. Khi những protein này được tạo ra, hệ thống miễn dịch của cơ thể sẽ vào chế độ báo động, tạo ra kháng thể chống lại và tiêu diệt những protein gai được tạo ra từ lệnh của mRNA trong vaccine. Một thời gian ngắn sau khi tiêm vaccine, mRNA trong vaccine sẽ bị tiêu diệt, nhưng kháng thể mà hệ miễn dịch tạo ra thì vẫn tồn tại và hoạt động hiệu quả trong trường hợp người được tiêm vaccine nhiễm virus corona. Kháng thể chống lại protein gai sẽ nhận diện được những protein đó trên bề mặt virus SARS-CoV-2 và tiêu diệt chúng.
Giải thích theo kiểu dài hơn chi tiết hơn thì nó như thế này:
Tế bào với DNA của chúng ta cũng liên tục tạo ra mRNA để tạo ra protein mới
Kiến thức sinh học cao cấp, DNA, những chuỗi gen định hình nên cơ thể người xuất hiện trong gần như tất cả mọi loại tế bào trong cơ thể chúng ta. Trong DNA đó là hướng dẫn cho tất cả những tế bào thực hiện nhiệm vụ của chúng: Xử lý thức ăn, tự nhân bản để lớn lên, sản xuất hormone,… Tất cả những gì diễn ra trong cơ thể anh em đều được thực hiện từ lệnh lưu trong DNA.
Mỗi lần những tế bào trong cơ thể người làm một nhiệm vụ nhất định, thông tin từ DNA phải được copy ra trước. Để làm được điều này, một dạng phân tử gọi là RNA được tạo ra. DNA giống như hệ thống thông tin trong một thư viện, còn RNA là những cuốn sách có chứa thông tin. Copy DNA để tạo ra RNA gọi là quá trình phiên mã, tổng hợp RNA từ mạch khuôn của đoạn gen. Bước kế tiếp sau phiên mã là giải mã. Lúc này tế bào sử dụng hướng dẫn từ RNA, gọi là mRNA để tạo ra protein. Các loại protein kết cấu hầu hết cơ thể của chúng ta, và những cỗ máy siêu nhỏ được cấu thành từ protein vận hành để cơ thể hoạt động. Cơ thể chúng ta tạo ra mRNA để tạo ra protein, 24/24 giờ hàng ngày.
Chữ ‘m’ trong cụm mRNA có nghĩa là “messenger”, ám chỉ loại RNA giữ thông tin từ DNA và gửi thông tin đó với hệ thống tạo ra protein trong cơ thể người.
Coronavirus cũng chứa RNA với thông tin hình thành tế bào virus
Trước khi nói đến loại vaccine vừa được FDA cấp phép sử dụng tại Mỹ, hãy nhìn vào loại virus corona SARS-CoV-2 gây ra COVID-19. Virus nhỏ và đơn giản hơn tất cả những tế bào trong cơ thể chúng ta, và thậm chí nhiều khoa học gia còn cho rằng chúng không “sống” như cái cách tế bào và vi khuẩn tồn tại. Virus được tạo ra từ những chuỗi protein, đôi khi được lưu giữ trong lớp vỏ bằng chất béo. Chính những protein này hình thành nên kết cấu cầu gai đặc trưng của coronavirus. Những cái gai đỏ trong các hình ảnh minh họa loại virus chết người anh em thấy trên mạng hoặc trên báo chính là protein gai.
Cùng với protein gai này, 28 loại protein khác kết hợp để hình thành nên một tế bào virus.
Bên trong cái protein gai đấy là một sợi RNA dài đơn bào. RNA này chính là bản đồ gen của SARS-CoV-2. Trong đó chứa thông tin hướng dẫn tạo ra tất cả 29 loại protein để hình thành nên loại virus chết người.
Khi virus tấn công tế bào của con người, hệ thống sản xuất protein trong chính cơ thể người lại trở thành thứ giúp ích cho virus, khi chúng giải mã chính RNA của coronavirus và tạo ra những protein cần thiết để hình thành một con virus mới. Cơ thể người bị chính virus lừa để tự nhân bản và tấn công chúng ta. Sau khi nhờ đến cơ thể người tạo ra những cấu trúc cần thiết để hình thành một virus mới, chúng lại tiếp tục hai công việc, lây nhiễm cho người bệnh và thoát ra ngoài theo đường hô hấp để tiếp tục lây lan cho những người khác.
Vaccine mRNA đưa ra hướng dẫn để tế bào cơ thể người sản xuất protein gai
Vaccine truyền thống có chứa ít nhất 1 loại protein từ virus hoặc vi khuẩn gây bệnh mà vaccine được tạo ra để định hướng phòng chống. Những loại vaccine anh em tiêm phòng từ hồi bé hầu hết là những loại mầm bệnh đã được gây suy yếu (vaccine sống giảm độc lực) hoặc gây chết (vaccine bất hoạt), khiến nó không thể nhân bản và gây hại cho con người, nhưng vẫn đủ để giúp hệ miễn dịch nhận biết mầm bệnh và làm việc hiệu quả. Nhưng vaccine mRNA hoạt động theo kiểu hơi khác.
Vaccine phòng ngừa COVID-19 không chứa bất kỳ loại protein nào của SARS-CoV-2, mà chỉ có một gói bao bì lipid chứa RNA có thông tin hướng dẫn cơ thể người sản xuất ra loại protein gai giống hệt như của SARS-CoV-2. Hướng dẫn này, nhờ vào thành tựu khoa học, còn được tạo ra giống hệt như mRNA của con người, thay vì kết cấu đặc hữu khác biệt của RNA trong virus. Với những hướng dẫn ấy, tế bào trong cơ thể chúng ta có thể tạo ra protein gai. Chỉ vậy thôi, RNA này không có thông tin để sản xuất ra 28 loại protein còn lại cấu thành SARS-CoV-2, nên cơ thể người không thể tự sản sinh ra loại virus chết người một cách vô tình được.
Sau đó, hệ thống miễn dịch sẽ đối mặt với protein gai
Sau khi cơ thể người tự sản sinh ra protein gai, tế bào sẽ đẩy loại protein này ra ngoài, nơi tế bào thuộc hệ miễn dịch có thể tương tác với chúng. Hệ miễn dịch của con người sẽ nhận ra loại protein này là thứ ngoại lai, không phải một phần của cơ thể, và tạo ra cơ chế đối phó với loại protein này. Hệ quả là, cơ thể người sau khi tiêm vaccine COVID có thể tạo ra những phản ứng phòng vệ như đau nhức cơ, sốt hoặc mệt mỏi. Nhưng những tác động đó cũng giống hệt như khi anh em bị sốt nhẹ hồi nhỏ sau khi tiêm vaccine phòng lao phổi hoặc viêm gan B hồi xưa vậy. Anh em không ốm, mà chỉ là phản vệ của cơ thể khi tiếp nhận những phân tử ngoại lai. Sau quá trình ấy, hệ miễn dịch sẽ có đủ thông tin để chống lại những mầm bệnh có chứa loại protein chúng đã gặp trước đó.
mRNA từ vaccine sẽ nhanh chóng biến mất sau khi hoàn thành nhiệm vụ
Những chuỗi thông tin mRNA trong vaccine cũng không tồn tại lâu trong cơ thể chúng ta. Khi tế bào con người liên tục tạo ra protein mới từ thông tin mRNA, chúng cũng liên tục tiêu hủy những mRNA đó, vì đây chỉ là một “người truyền tin” tạm thời, được sử dụng và loại bỏ chỉ trong vài giây đồng hồ kể từ khi được tạo ra trong quá trình phiên mã và giải mã.
Dù RNA và DNA đều là những chuỗi acid nucleic, và đều là “chất liệu di truyền”, nhưng mRNA không thể trở thành một phần của DNA con người, và không có cách nào thay đổi hệ thống bản đồ DNA của mỗi người. Nó là một dạng phân tử khác, một phần khác hoàn toàn trong mỗi tế bào.
Vì sao lại chọn hướng khai thác vaccine mRNA để chống COVID-19?
Nhiều loại vaccine khác nhau đang được thử nghiệm để giúp con người chống lại đại dịch COVID. Một vài loại vaccine sử dụng công nghệ truyền thống, ví dụ như tạo ra một phiên bản SARS-CoV-2 sống giảm độc lực không thể tự nhân bản, và trong đó cũng có chứa chuỗi protein gai mình đề cập ở trên. Nhưng lý do vaccine chống COVID-19 đầu tiên được tạo ra sử dụng cơ chế mRNA cung cấp thông tin cho cơ thể và hệ miễn dịch của người là vì, chúng có thể được sản xuất rất nhanh, phục vụ nhu cầu cấp bách của thế giới hiện tại.
Nếu sản xuất vaccine theo hướng truyền thống, các hãng dược sẽ phải cấy lại những virus gây bệnh để làm việc và sản xuất, ví dụ như vaccine cúm được “trồng” trong những quả trứng gà chẳng hạn. Còn đối với vaccine mRNA, để sản xuất chúng chẳng cần phải nuôi cấy bất kỳ con virus nào. Công nghệ để tạo ra vaccine mRNA đã được hoàn thiện trong rất nhiều năm qua, và 2020 chính là thời điểm chúng tỏa sáng để cứu hàng triệu người trên toàn thế giới.
Tế bào với DNA của chúng ta cũng liên tục tạo ra mRNA để tạo ra protein mới
Kiến thức sinh học cao cấp, DNA, những chuỗi gen định hình nên cơ thể người xuất hiện trong gần như tất cả mọi loại tế bào trong cơ thể chúng ta. Trong DNA đó là hướng dẫn cho tất cả những tế bào thực hiện nhiệm vụ của chúng: Xử lý thức ăn, tự nhân bản để lớn lên, sản xuất hormone,… Tất cả những gì diễn ra trong cơ thể anh em đều được thực hiện từ lệnh lưu trong DNA.
Mỗi lần những tế bào trong cơ thể người làm một nhiệm vụ nhất định, thông tin từ DNA phải được copy ra trước. Để làm được điều này, một dạng phân tử gọi là RNA được tạo ra. DNA giống như hệ thống thông tin trong một thư viện, còn RNA là những cuốn sách có chứa thông tin. Copy DNA để tạo ra RNA gọi là quá trình phiên mã, tổng hợp RNA từ mạch khuôn của đoạn gen. Bước kế tiếp sau phiên mã là giải mã. Lúc này tế bào sử dụng hướng dẫn từ RNA, gọi là mRNA để tạo ra protein. Các loại protein kết cấu hầu hết cơ thể của chúng ta, và những cỗ máy siêu nhỏ được cấu thành từ protein vận hành để cơ thể hoạt động. Cơ thể chúng ta tạo ra mRNA để tạo ra protein, 24/24 giờ hàng ngày.
Chữ ‘m’ trong cụm mRNA có nghĩa là “messenger”, ám chỉ loại RNA giữ thông tin từ DNA và gửi thông tin đó với hệ thống tạo ra protein trong cơ thể người.
Coronavirus cũng chứa RNA với thông tin hình thành tế bào virus
Trước khi nói đến loại vaccine vừa được FDA cấp phép sử dụng tại Mỹ, hãy nhìn vào loại virus corona SARS-CoV-2 gây ra COVID-19. Virus nhỏ và đơn giản hơn tất cả những tế bào trong cơ thể chúng ta, và thậm chí nhiều khoa học gia còn cho rằng chúng không “sống” như cái cách tế bào và vi khuẩn tồn tại. Virus được tạo ra từ những chuỗi protein, đôi khi được lưu giữ trong lớp vỏ bằng chất béo. Chính những protein này hình thành nên kết cấu cầu gai đặc trưng của coronavirus. Những cái gai đỏ trong các hình ảnh minh họa loại virus chết người anh em thấy trên mạng hoặc trên báo chính là protein gai.
Cùng với protein gai này, 28 loại protein khác kết hợp để hình thành nên một tế bào virus.
Bên trong cái protein gai đấy là một sợi RNA dài đơn bào. RNA này chính là bản đồ gen của SARS-CoV-2. Trong đó chứa thông tin hướng dẫn tạo ra tất cả 29 loại protein để hình thành nên loại virus chết người.
Khi virus tấn công tế bào của con người, hệ thống sản xuất protein trong chính cơ thể người lại trở thành thứ giúp ích cho virus, khi chúng giải mã chính RNA của coronavirus và tạo ra những protein cần thiết để hình thành một con virus mới. Cơ thể người bị chính virus lừa để tự nhân bản và tấn công chúng ta. Sau khi nhờ đến cơ thể người tạo ra những cấu trúc cần thiết để hình thành một virus mới, chúng lại tiếp tục hai công việc, lây nhiễm cho người bệnh và thoát ra ngoài theo đường hô hấp để tiếp tục lây lan cho những người khác.
Vaccine mRNA đưa ra hướng dẫn để tế bào cơ thể người sản xuất protein gai
Vaccine truyền thống có chứa ít nhất 1 loại protein từ virus hoặc vi khuẩn gây bệnh mà vaccine được tạo ra để định hướng phòng chống. Những loại vaccine anh em tiêm phòng từ hồi bé hầu hết là những loại mầm bệnh đã được gây suy yếu (vaccine sống giảm độc lực) hoặc gây chết (vaccine bất hoạt), khiến nó không thể nhân bản và gây hại cho con người, nhưng vẫn đủ để giúp hệ miễn dịch nhận biết mầm bệnh và làm việc hiệu quả. Nhưng vaccine mRNA hoạt động theo kiểu hơi khác.
Vaccine phòng ngừa COVID-19 không chứa bất kỳ loại protein nào của SARS-CoV-2, mà chỉ có một gói bao bì lipid chứa RNA có thông tin hướng dẫn cơ thể người sản xuất ra loại protein gai giống hệt như của SARS-CoV-2. Hướng dẫn này, nhờ vào thành tựu khoa học, còn được tạo ra giống hệt như mRNA của con người, thay vì kết cấu đặc hữu khác biệt của RNA trong virus. Với những hướng dẫn ấy, tế bào trong cơ thể chúng ta có thể tạo ra protein gai. Chỉ vậy thôi, RNA này không có thông tin để sản xuất ra 28 loại protein còn lại cấu thành SARS-CoV-2, nên cơ thể người không thể tự sản sinh ra loại virus chết người một cách vô tình được.
Sau đó, hệ thống miễn dịch sẽ đối mặt với protein gai
Sau khi cơ thể người tự sản sinh ra protein gai, tế bào sẽ đẩy loại protein này ra ngoài, nơi tế bào thuộc hệ miễn dịch có thể tương tác với chúng. Hệ miễn dịch của con người sẽ nhận ra loại protein này là thứ ngoại lai, không phải một phần của cơ thể, và tạo ra cơ chế đối phó với loại protein này. Hệ quả là, cơ thể người sau khi tiêm vaccine COVID có thể tạo ra những phản ứng phòng vệ như đau nhức cơ, sốt hoặc mệt mỏi. Nhưng những tác động đó cũng giống hệt như khi anh em bị sốt nhẹ hồi nhỏ sau khi tiêm vaccine phòng lao phổi hoặc viêm gan B hồi xưa vậy. Anh em không ốm, mà chỉ là phản vệ của cơ thể khi tiếp nhận những phân tử ngoại lai. Sau quá trình ấy, hệ miễn dịch sẽ có đủ thông tin để chống lại những mầm bệnh có chứa loại protein chúng đã gặp trước đó.
mRNA từ vaccine sẽ nhanh chóng biến mất sau khi hoàn thành nhiệm vụ
Những chuỗi thông tin mRNA trong vaccine cũng không tồn tại lâu trong cơ thể chúng ta. Khi tế bào con người liên tục tạo ra protein mới từ thông tin mRNA, chúng cũng liên tục tiêu hủy những mRNA đó, vì đây chỉ là một “người truyền tin” tạm thời, được sử dụng và loại bỏ chỉ trong vài giây đồng hồ kể từ khi được tạo ra trong quá trình phiên mã và giải mã.
Dù RNA và DNA đều là những chuỗi acid nucleic, và đều là “chất liệu di truyền”, nhưng mRNA không thể trở thành một phần của DNA con người, và không có cách nào thay đổi hệ thống bản đồ DNA của mỗi người. Nó là một dạng phân tử khác, một phần khác hoàn toàn trong mỗi tế bào.
Vì sao lại chọn hướng khai thác vaccine mRNA để chống COVID-19?
Nhiều loại vaccine khác nhau đang được thử nghiệm để giúp con người chống lại đại dịch COVID. Một vài loại vaccine sử dụng công nghệ truyền thống, ví dụ như tạo ra một phiên bản SARS-CoV-2 sống giảm độc lực không thể tự nhân bản, và trong đó cũng có chứa chuỗi protein gai mình đề cập ở trên. Nhưng lý do vaccine chống COVID-19 đầu tiên được tạo ra sử dụng cơ chế mRNA cung cấp thông tin cho cơ thể và hệ miễn dịch của người là vì, chúng có thể được sản xuất rất nhanh, phục vụ nhu cầu cấp bách của thế giới hiện tại.
Nếu sản xuất vaccine theo hướng truyền thống, các hãng dược sẽ phải cấy lại những virus gây bệnh để làm việc và sản xuất, ví dụ như vaccine cúm được “trồng” trong những quả trứng gà chẳng hạn. Còn đối với vaccine mRNA, để sản xuất chúng chẳng cần phải nuôi cấy bất kỳ con virus nào. Công nghệ để tạo ra vaccine mRNA đã được hoàn thiện trong rất nhiều năm qua, và 2020 chính là thời điểm chúng tỏa sáng để cứu hàng triệu người trên toàn thế giới.
Ngọc Dũng - Copywriting
Tin liên quan