Việc tiêm vắc xin chống lại virus có thể trở nên dễ dàng hơn trong tương lai. Các nhà khoa học tại Đại học Martin Luther Halle-Wittenberg (MLU), Viện Hoá sinh Thực vật Leibniz (IPB) và Hội đồng nghiên cứu quốc gia ở Ý (CNR) đã phát triển một phương pháp mới cho phép nhận diện nhanh chóng và sản xuất các chất được điều chỉnh một cách chính xác để chống lại nhiều mầm bệnh khác nhau.

Phương pháp mới được dựa vào chương trình bảo vệ phân tử của thực vật đã được kích hoạt, ví dụ, do sự lây nhiễm virus. Trong suốt quá trình tấn công của virus, những tế bào thực vật đóng vai trò là vật chủ để nhân virus, kết quả là tạo ra các phân tử acid ribonucleic (RNAs) của virus. Thực vật có thể phát hiện và cắt những phân tử này bằng cách sử dụng các kéo cắt là các enzym đặc biệt. Quá trình này tạo ra các RNAs can thiệp nhỏ (siRNAs) lan rộng khắp trên cây và có thể kích hoạt giai đoạn phòng thủ thứ hai. Ở đây, các phân tử siRNA tự gắn vào các protein phức hợp gọi là Argonaute và dẫn chúng đến RNAs của virus, trong trường hợp tốt nhất, có thể được tháo rời và phân huỷ thành các hợp chất vô hại. Giáo sư Sven-Erik Behrens, viện Công nghệ Sinh hoá và Công nghệ Sinh học của MLU phát biểu, “Bằng cách thực hiện giai đoạn hai quá trình này, thực vật cố gắng bảo vệ bản thân chúng khỏi virus cả ở hai vị trí nhiễm trùng và trong toàn bộ cấu trúc của nó”.

Tuy nhiên, quá trình này không đặc biệt hiệu quả, nhà sinh hoá giải thích rằng: “Khi có sự lây nhiễm virus xảy ra, nhiều phân tử siRNA khác nhau được tạo ra, nhưng rất ít trong số chúng có tác dụng bảo vệ. Phần lớn chỉ đơn giản là bão hoà các phức hợp Argonaute, khiến chúng không hoạt động. Nhóm của Behrens đã phát hiện ra một cách mới để nhận dạng một vài phân tử siRNA chống virus hiệu qủa cho nhiều loại virus khác nhau và khai thác chúng như là những vắc xin thực vật. Các nhà khoa học đã phát triển một quá trình sàng lọc dựa vào chiết xuất tế bào thực vật, đang được sử dụng thay vì những nỗ lực nhân giống phức tạp kéo dài. Để được công nhận là vắc xin tiềm năng, những phân tử siRNA phải có hai thuộc tính chính: một mặt, chúng phải liên kết mạnh với các phức hợp Argonaute. Mặt khác, chúng phải dẫn các protein này đến những vị trí RNAs của virus có thể truy cập được cho sự thoái hoá qua trung gian của Argonaute.

Nhóm các nhà khoa học đã có thể chứng minh tính hiệu quả của phương pháp mới trong phòng thí nghiệm. Để đạt được điều này, hai nhóm cây thuốc lá N. benthamianna được lây nhiễm với virus mô hình tấn công cà chua và thuốc lá. Trước khi bị nhiễm bệnh, một nhóm đã được tiêm vắc xin phân tử siRNA hiệu qủa cao mà các nhà nghiên cứu đã xác định bằng phương pháp mới. Nhóm khác không được điều trị. Các tác động thật đáng kinh ngạc: sau sáu tuần 90% các cây được tiêm phòng không có dấu hiệu nhiễm trùng, nhưng các cây không được điều trị đã bị virus giết chết.

Phương pháp của nhóm MLU tuân theo nguyên tắc modula. Behrens kết luận “nếu mầm bệnh thay đổi hoặc thực vật cần được bảo vệ chống lại virus khác, quá trình sàng lọc được thiết lập cho phép phân tử RNA thích hợp chống lại mầm bệnh tương ứng được xác định rất nhanh. Điều này có nghĩa chúng có thể rất linh hoạt khi chống lại những mầm dịch bệnh mới”. Bằng sáng chế ứng dụng đã được ghi lại cho phương pháp này.

Các nhà nghiên cứu hy vọng sẽ tiếp tục khám phá và cải thiện phương pháp của họ trong tương lai. Chẳng hạn, hiện vẫn chưa rõ việc tiêm phòng sẽ kéo dài trong bao lâu ở các loài khác nhau và liệu các kho thuốc có thể được tạo ra trên cây hay không. Các nghiên cứu tiếp theo sẽ làm rõ cách vắc xin được tạo ra như thế nào với số lượng lớn và cách chúng có thể được áp dụng hoặc hấp thụ bởi thực vật như thế nào. Theo Behrens, một loại thuốc xịt có thể được áp dụng trong nhà kính là có thể hiểu được: “người trồng cà chua phải đối mặt với  loài bướm trắng, ví dụ, những loài này có thể truyền virus từ cây này sang cây khác rất nhanh chóng”. Cho tới nay, thuốc trừ sâu đã được sử dụng để tiêu diệt côn trùng. Sự phát triển MLU mới có thể chứng minh là một sự thay thế nhẹ nhàng hơn nhiều đối với cả côn trùng và môi trường.

Trương Thị Tú Anh theo Phys.org