Thành công trong việc tạo bộ kháng thể đơn dòng tái tổ hợp đặc hiệu tế bào T (CD3, CD4, CD8) ứng dụng trong chẩn đoán bệnh

Kháng thể đơn dòng (KTĐD) hiện được ứng dụng rất nhiều trong điều trị bệnh, chẩn đoán bệnh và trong nghiên cứu. Giá trị thị trường toàn cầu của KTĐD khoảng 20 tỷ USD/năm với khoảng 30 KTĐD đã được FDA chấp thuận sử dụng điều trị nhiều bệnh như ung thư, tự miễn mãn tính, bệnh nhiễm, bệnh tim mạch và ghép tạng ngoài ra KTĐD còn được ứng dụng rất nhiều trong chẩn đoán các bệnh nhiễm virus - vi khuẩn - ký sinh trùng, định lượng các quần thể tế bào bạch cầu, chẩn đoán ung thư, tim mạch, nội tiết… Tại Việt Nam, với quy mô dân số hơn 96 triệu người trong tình hình hiện nay có thể ước lượng được nhu cầu sử dụng KTĐD trong điều trị và chẩn đoán bệnh là không nhỏ. Nhằm mang đến một sản phẩm KTĐD tại Việt Nam được sản xuất và ứng dụng vào điều trị và chẩn đoán bệnh hiệu quả hơn, chính vì vậy nhóm nghiên cứu tại Trung tâm Công nghệ sinh học TP.HCM do TS. Nguyễn Thị Thanh Thảo là chủ nhiệm đề tài, đã tiến hành nghiên cứu tạo bộ kháng thể đơn đòng tái tổ hợp đặc hiệu tế bào T (CD3, CD4, CD8) ứng dụng trong chẩn đoán bệnh.

Bối cảnh và những điều cần thiết phải thực hiện nghiên cứu này

Trong khoảng 10 năm gần đây đã có nghiên cứu phát triển KTĐD được thực hiện ở Việt Nam. Tuy nhiên, theo thực tế trên thị trường tính đến đầu năm 2020, Việt Nam chưa có một sản phẩm KTĐD nào được sản xuất và thương mại hóa thành công. Xét ở khía cạnh sản xuất sản phẩm ứng dụng thực tiễn, có thể nói Việt Nam vẫn còn đứng ngoài một lĩnh vực công nghệ sinh học quan trọng đã và đang phát triển sôi nổi trên thế giới đó là KTĐD sử dụng trong điều trị và chẩn đoán bệnh. Do đó, nghiên cứu tạo sản phẩm KTĐD sử dụng trong chẩn đoán bệnh và điều trị là hướng nghiên cứu cần được ưu tiên thực hiện, phù hợp với danh mục công nghệ cao được ưu tiên đầu tư phát triển nêu trong Quyết định số 66/2014/QĐ-TTg ngày 25/11/2014 của Thủ tướng Chính phủ.

KTĐD kháng CD3, CD4, CD8 không thể thiếu trong chẩn đoán nhiều dạng bệnh lý khác nhau dựa trên định danh và định lượng quần thể tế bào T bằng kỹ thuật flow cytometry.

Các KTĐD kháng CD3, CD4, CD8 không phải là sản phẩm mới trên thế giới nhưng đến nay chưa có nghiên cứu nào ở trong nước được thực hiện để phát triển các KTĐD này và tạo sản phẩm sử dụng trong chẩn đoán và nghiên cứu. Toàn bộ KTĐD kháng CD3,4,8 được sử dụng hiện nay đều là sinh phẩm nhập khẩu có giá thành cao. Vì vậy rất cần phải thực hiện nghiên cứu phát triển sản phẩm KTĐD kháng CD3, CD4, CD8 để giảm giá thành xét nghiệm cho bệnh nhân, giảm sự lệ thuộc vào sản phẩm nước ngoài.

Bên cạnh đó, nghiên cứu cũng góp phần mở ra một hướng đi mới là ứng dụng công nghệ protein tái tổ hợp tạo các sản phẩm KTĐD ứng dụng trong chẩn đoán bệnh. Đây là lĩnh vực công nghệ thuộc danh mục ưu tiên phát triển ở Việt Nam nhưng đến nay vẫn chưa có sản phẩm nào được ứng dụng trong thực tiễn.

Kết quả nhóm nghiên cứu đạt được

Tạo thành công dòng plasmid tái tổ hợp mang gen mã hóa KTĐD kháng CD3ε, CD4 và CD8α: Các gene mã hóa cho KTĐD kháng CD3ε, CD4 và CD8α đã được tổng hợp và chèn vào vector biểu hiện, đánh dấu bước tiến quan trọng trong công nghệ di truyền.

Biểu hiện tạm thời KTĐD kháng CD3ε, CD4 và CD8α trên tế bào CHO-dhfr (-): Các kháng thể được biểu hiện và thu nhận thành công từ tế bào CHO-dhfr (-), tạo điều kiện thuận lợi cho các bước tiếp theo trong quá trình nghiên cứu.

Phát triển quần thể tế bào biểu hiện ổn định KTĐD kháng CD3ε, CD4 và CD8α với hàm lượng cao nhất: Nghiên cứu đã thành công trong việc tạo ra các quần thể tế bào CHO-DG44 biểu hiện ổn định các KTĐD kháng CD3ε, CD4 và CD8α với hiệu suất cao.

Biểu hiện tinh sạch và đánh dấu huỳnh quang KTĐD kháng thể CD3ε, CD4 và CD8α: KTĐD kháng CD3ε, CD4 và CD8α được tinh sạch bằng phương pháp sắc ký ái lực đạt độ tinh sạch trên 90%. Điều này giúp hướng tới khả năng ứng dụng sau này của các KTĐD trong chẩn đoán lâm sàng trên cỡ mẫu lớn trong điều kiện thực tế, sản phẩm tinh sạch các KTĐD sẽ được gắn kết huỳnh quang nhằm làm giảm thời gian thực hiện thử nghiệm flow cytometry.

Xây dựng quy trình định tính và định lượng quần thể tế bào T CD3+ CD4+ và CD3+ CD8+ trên mẫu máu ngoại vi của người bằng flow cytometry: Một quy trình định tính và định lượng tế bào T CD3+ CD4+ và CD3+ CD8+ trên mẫu máu ngoại vi đã được nhóm nghiên cứu phát triển thành công, giúp chẩn đoán bệnh lý liên quan đến tế bào T trở nên dễ dàng và chính xác hơn.

Đánh giá hoạt động thực tế của KTĐD kháng CD3ε, CD4 hoặc CD8α: Kháng thể tạo ra đã được so sánh và chứng minh hiệu quả tương đương hoặc cao hơn so với các sản phẩm thương mại hiện có, được kiểm chứng tại các bệnh viện lớn như bệnh viện Chợ Rẫy và bệnh viện Huyết học - Truyền máu Cần Thơ.

Lợi ích to lớn từ nghiên cứu mà nhóm nghiên cứu đem lại:

Nghiên cứu đã tạo được 03 quần thể tế bào CHO-dhfr (-) I có khả năng biểu hiện ổn định KTĐD kháng CD3ε, CD4 hoặc CD8α. KTĐD có thể có cấu trúc dimer và có khả năng tương tác chuyên biệt với kháng nguyên hiện diện trên bề mặt tế bào T nuôi cấy in vitro và tế bào T trong máu ngoại vi người. Quy trình định lượng tế bào T từ PBMC thu nhận từ máu ngoại vi người với bộ KTĐD đặc hiệu tế bào T được tối ưu hóa, đạt độ ổn định khoảng 80%-90% trên cả mẫu bình thường và mẫu người bệnh với những ngưỡng giới hạn cho phép là ± 10% giá trị định lượng của kháng thể thương mại đang sử dụng trong lâm sàng.

• Giảm chi phí xét nghiệm: Sản phẩm kháng thể đơn dòng nội địa giúp giảm đáng kể chi phí so với việc nhập khẩu từ nước ngoài.
• Nâng cao chất lượng chẩn đoán: Kháng thể mới giúp cải thiện độ chính xác và hiệu quả trong chẩn đoán các bệnh lý liên quan đến tế bào T.
• Ứng dụng rộng rãi: Quy trình và sản phẩm kháng thể có tiềm năng ứng dụng trong nhiều cơ sở y tế, từ các bệnh viện lớn đến các phòng khám nhỏ.

Nghiên cứu này là minh chứng cho sự phát triển không ngừng của khoa học công nghệ tại Việt Nam, đồng thời mở ra cơ hội mới trong việc nâng cao chất lượng chẩn đoán và điều trị bệnh. Tiếp tục thực hiện thử nghiệm hoạt tính và quy trình FACS với bộ kháng thể trực tiếp trên mẫu máu ngoại vi.