Việc triển khai tiêm vaccine không phải lúc nào cũng dễ dàng. Nhiều loại vaccine cần được bảo quản lạnh, gây khó khăn khi vận chuyển đến những vùng sâu vùng xa, không có đủ cơ sở hạ tầng cần thiết. Do đó, các nhà nghiên cứu thuộc Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) đã đưa ra giải pháp là phát triển máy in vaccine di động, có khả năng sản xuất hàng trăm liều vaccine trong một ngày. Loại máy in này sẽ có kích thước nhỏ gọn, đặt vừa trên mặt bàn, có thể triển khai ở bất cứ nơi nào cần vaccine.

"Một ngày nào đó chúng ta có thể sản xuất vaccine theo yêu cầu. Ví dụ, nếu có một đợt bùng phát dịch Ebola ở một khu vực cụ thể, người ta sẽ vận chuyển một số máy in này đến đó và tiêm phòng cho người dân địa phương", Ana Jaklenec, nhà khoa học tại Viện Nghiên cứu ung thư tích hợp Koch của MIT, cho biết.

Máy in tạo ra các miếng dán có hàng trăm vi kim chứa vaccine, được dán vào da, cho phép vaccine hòa tan mà không sử dụng cách tiêm truyền thống. Sau khi in ra, các miếng dán có thể được bảo quản suốt nhiều tháng ở nhiệt độ phòng.

Trong nghiên cứu đăng trên tạp chí Nature Biotechnology vào ngày 24/4, các chuyên gia cho hay họ có thể sử dụng máy in để sản xuất loại vaccine RNA Covid-19 chịu được nhiệt, tạo ra phản ứng miễn dịch tương đương với vaccine RNA được tiêm ở chuột.

Hầu hết các loại vaccine, bao gồm cả mRNA, phải được bảo quản lạnh, gây khó khăn cho việc dự trữ hoặc vận chuyển đến những nơi không thể duy trì nhiệt độ này. Ngoài ra, ống tiêm, kim tiêm cũng cần được bảo quản bởi các chuyên gia chăm sóc sức khỏe được đào tạo chuyên môn. Để vượt qua trở ngại này, nhóm MIT đã bắt đầu tìm cách sản xuất vaccine theo yêu cầu.

Động lực ban đầu của họ, trước khi Covid-19 xuất hiện, là chế tạo một thiết bị có thể nhanh chóng sản xuất và triển khai vaccine trong các đợt bùng phát dịch bệnh như Ebola. Một thiết bị như vậy sẽ dễ dàng vận chuyển đến một ngôi làng hẻo lánh, trại tị nạn hoặc căn cứ quân sự để tiêm chủng nhanh chóng cho một số lượng lớn người.

Thay vì sản xuất vaccine tiêm truyền thống, các nhà nghiên cứu đã quyết định nghiên cứu loại vaccine mới dựa trên các miếng dán có kích thước thu nhỏ, chứa hàng trăm vi kim. Những vaccine như vậy đang được phát triển cho nhiều bệnh gồm bại liệt, sởi và rubella. Khi miếng dán được dán lên da, các đầu kim sẽ tan ra dưới da, giải phóng vaccine.

Các nhà nghiên cứu cho biết khi Covid-19 bắt đầu, những lo ngại về tính ổn định của vaccine và khả năng tiếp cận với chúng đã thúc đẩy họ cố gắng kết hợp vaccine RNA vào các miếng dán vi kim. "Mực" mà họ sử dụng để in vi kim chứa vaccine bao gồm các phân tử vaccine RNA được bọc trong các hạt nano lipid, giúp chúng duy trì tính ổn định trong thời gian dài. "Mực" cũng chứa polyme có thể dễ dàng đúc thành hình dạng phù hợp và sau đó giữ ổn định trong nhiều tuần hoặc nhiều tháng, ngay cả khi được bảo quản ở nhiệt độ phòng hoặc nhiệt độ cao hơn.

Bên trong máy in, một cánh tay robot sẽ bơm mực vào các khuôn kim nhỏ và một buồng chân không bên dưới khuôn sẽ hút mực xuống đáy, đảm bảo rằng mực sẽ đến tận các đầu kim. Sau khi các khuôn được đổ đầy, chúng sẽ mất một hoặc hai ngày để khô. Nguyên mẫu máy hiện tại có thể tạo ra 100 miếng dán trong 48 giờ, nhưng các nhà nghiên cứu dự đoán rằng các phiên bản trong tương lai có thể được thiết kế với công suất cao hơn.

Để kiểm tra tính ổn định lâu dài của vaccine, trước tiên, các nhà nghiên cứu tạo ra một loại "mực" chứa RNA mã hóa luciferase, một loại protein huỳnh quang. Họ đã áp dụng các miếng dán vi kim thu được cho chuột sau khi được bảo quản ở nhiệt độ 4 độ C hoặc 25 độ C (nhiệt độ phòng) trong tối đa 6 tháng. Họ cũng lưu trữ một lô ở nhiệt độ 37 độ C trong một tháng. Trong tất cả điều kiện bảo quản này, các miếng dán tạo ra phản ứng huỳnh quang mạnh khi áp dụng cho chuột. Ngược lại, phản ứng huỳnh quang được tạo ra bằng cách tiêm ARN mã hóa protein huỳnh quang theo cách truyền thống đã giảm khi thời gian lưu trữ lâu hơn ở nhiệt độ phòng.

Sau đó, các nhà nghiên cứu thử nghiệm vaccine vi kim Covid-19 bằng cách tiêm cho chuột hai liều, cách nhau 4 tuần, rồi đo phản ứng kháng thể của chúng với virus. Những con chuột được tiêm vaccine bằng miếng dán vi kim có phản ứng tương tự như những con được tiêm vaccine RNA truyền thống. Họ cũng nhận thấy phản ứng kháng thể mạnh tương tự khi tiêm vaccine cho chuột bằng miếng dán vi kim đã được bảo quản ở nhiệt độ phòng trong tối đa 3 tháng.

Joseph DeSimone, giáo sư y học tại Đại học Stanford, người không tham gia nghiên cứu, cho biết: "Công trình này đặc biệt thú vị vì nó nhận ra khả năng sản xuất vaccine theo yêu cầu. Với khả năng mở rộng quy mô sản xuất vaccine và cải thiện độ ổn định ở nhiệt độ cao hơn, máy in vaccine di động có thể tạo điều kiện cho lượng lớn người tiếp cận với vaccine RNA".

Trong khi nghiên cứu này tập trung vào vaccine RNA Covid-19, các nhà nghiên cứu dự kiến sẽ điều chỉnh quy trình để sản xuất những loại vaccine khác gồm vaccine làm từ protein hoặc virus bất hoạt.

Như Ý (Theo News Medical)