Những Bước Tiến Mới Trong Sản Xuất Vaccine

Việc sản xuất vaccine đã không thay đổi nhiều trong nhiều thập kỷ cho đến năm 2020, đại dịch COVID-19 đã dẫn đến một bối cảnh hoàn toàn mới. Nỗ lực phát triển và sản xuất hàng loạt vaccine SARS-CoV-2 đã thúc đẩy việc tìm ra các phương pháp sản xuất nhanh hơn và hiệu quả hơn. Một số nhà nghiên cứu cho biết sinh học tổng hợp (synthetic biology), công xưởng sinh học (biofoundries) và sản xuất phân tán (distributed manufacturing) có thể giúp sản xuất vaccine một cách bền vững hơn, cũng như chuẩn bị tốt hơn để đối phó với đại dịch.

Yếu tố thứ nhất là sinh học tổng hợp (synthetic biology). Đây là công nghệ sinh học dựa trên kĩ thuật chỉnh sửa và điều hoà gene ở các sinh vật nhằm sản xuất, thiết kế, tái tạo các sản phẩm, bộ phận hữu dụng. Theo Tiến sĩ Richard Kitney, Giáo sư tại Đại Học Imperial ở London, người đã trích dẫn các bài báo về các mRNA COVID-19 của Moderna và Pfizer-BioNTech làm ví dụ trong bài báo “Build a Sustainable Vaccines Industry with Synthetic Biology”, sinh tổng hợp vaccine đã được các nhà sản xuất vaccine sử dụng để bắt chước các virus ở cấp độ phân tử và cung cấp cho hệ thống miễn dịch của cơ thể một khuôn mẫu trực tiếp để hệ thống miễn dịch có thể phản ứng. Trong trường hợp của Moderna, công ty sinh tổng hợp Ginkgo Bioworks có trụ sở tại Boston, đã báo cáo rằng sinh tổng hợp đã giúp ích từ góc độ sản xuất. Theo Kitney, một lợi thế của sinh tổng hợp vaccine là khả năng sửa đổi để chống lại các chủng mới, và tuy tương tự như chiến lược giải quyết các chủng cúm khác nhau, chiến lược sinh tổng hợp vaccine lại được tổ chức một cách có hệ thống hơn.

Yếu tố thức hai là công xưởng sinh học (biofoundries). Đây là tổ hợp công nghệ sinh học bao gồm dây chuyền vận hành tự động, thiết bị phân tích, sàng lọc số lượng lớn, phần mền quản lý, nhân sự… giúp tăng cường độ tin cậy và lặp lại trong công nghệ sinh học. Sinh học tổng hợp đã cho phép các nhà sản xuất chuyển từ các phương pháp truyền thống sản xuất có hiệu quả cao, tự động và có thể mở rộng. Trong trường hợp vaccine mRNA, Giáo sư cũng cho biết với cùng một thể tích nước dùng nhất định thì sinh tổng hợp có thể sản xuất được một lượng liều vaccine lớn hơn đáng kể so với các phương pháp truyền thống. Cũng theo Kitney, việc sản xuất các hợp chất sinh học có ứng dụng không chỉ trong sản xuất vaccine ngừa COVID-19. Ông nói rằng việc thiết kế các cơ sở sản xuất dựa trên công nghệ hợp chất sinh học, hiện đang được sử dụng trong sinh tổng hợp, là việc có thể làm được. Do đó, theo ông, việc lắp đặt một cơ sở sản xuất như vậy ở một nơi, ví dụ như ở Châu Phi, và điều khiển nó từ xa qua Internet là hoàn toàn khả thi. Điều này có tiềm năng trong việc giảm thiểu sự can thiệp của con người, nâng cao mức độ tin cậy và khả năng tái tạo. Cho nên, việc thiết kế vaccine sẽ được thực hiện ở một hoặc nhiều vị trí địa lý khác nhau và sau đó được tải sang các cơ sở sản xuất khác trong hệ thống phân phối.

Yếu tố thứ ba là sản xuất phân tán (distributed manufacturing). Việc sản xuất tập trung đã dẫn đến sự bất bình đẳng trong việc phân phối, và một số vùng địa lý sẽ bị thiếu hụt vaccine dù tổng lượng vaccine là đủ cho toàn cầu. Kitney và các đồng nghiệp đã xem xét việc sản xuất phân tán trong một bài báo được xuất bản vào đầu năm nay (2021) cho rằng việc sản xuất phân tán có thể cung cấp vắc xin cho nhiều người hơn, bởi sản xuất phân tán phù hợp hơn với các vùng khó cung cấp, và sẽ giảm chi phí cho chuỗi cung ứng và rủi ro cho các khu vực đó. Theo Bell, mô hình sản xuất phân tán đã được sử dụng trong ngành dược phẩm và có thể dễ dàng được các nhà sản xuất vaccine áp dụng, ví dụ như trong việc sản xuất thuốc phóng xạ. Tiến sĩ Bell lý giải các công ty sản xuất vaccine lớn đã có nhiều kinh nghiệm vận hành nội bộ liên quan đến sản xuất vac có thể được chuyển sang mô hình sản xuất phân phối. Kitney chỉ ra rằng cách tiếp cận này phù hợp hơn để sản xuất một số loại vaccine, và nó sẽ rất hấp dẫn đối với các chính phủ trên thế giới và cơ chế phân phối COVAX của WHO. “Đại dịch toàn cầu COVID-19 đã gây ra sự gián đoạn kinh tế lớn và đây không phải là điều mà cộng đồng chính phủ quốc tế muốn lặp lại. Ví dụ như trong Cơ quan Quản lý của Biden, đã có những chỉ dẫn rằng loại kỹ thuật sản xuất phân tán sẽ được áp dụng một cách dễ dàng,” Kitney cho biết.

Chuyển ngữ: Nguyễn Đình Song Thanh

Hiệu đính: Trần Quốc Duy

Bài báo:

https://www.genengnews.com/news/vaccine-makers-could-benefit-from-synthetic-biology/

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0167779920303310#