I. Tổng quan về đề tài
Đề tài 'Nghiên cứu tạo interleukin 2 tái tổ hợp điều trị ung thư' thuộc chương trình khoa học cấp nhà nước, mã số KC.33, được thực hiện từ năm 2005 đến 2007. Mục tiêu chính là tạo ra protein tái tổ hợp Interleukin-2 (IL-2) dùng trong điều trị ung thư, đặc biệt là ung thư đường tiêu hóa giai đoạn muộn. Đề tài được thực hiện bởi Viện Công nghệ Sinh học, phối hợp với các cơ quan nghiên cứu khác như Trường Đại học Khoa học Tự nhiên và Viện Kiểm định Quốc gia Vacxin và Sinh phẩm y tế. Interleukin-2 là một cytokine quan trọng trong liệu pháp miễn dịch, giúp kích thích hệ thống miễn dịch chống lại tế bào ung thư.
1.1. Bối cảnh nghiên cứu
Ung thư là một trong những nguyên nhân gây tử vong hàng đầu tại Việt Nam. Việc điều trị ung thư hiện nay phụ thuộc nhiều vào các loại thuốc nhập khẩu, có giá thành cao. Công nghệ sinh học đã mở ra cơ hội sản xuất các dược phẩm sinh học trong nước, giảm chi phí và tăng khả năng tiếp cận. Interleukin-2 là một trong những protein tái tổ hợp được ứng dụng rộng rãi trong ung thư học, đặc biệt là trong liệu pháp miễn dịch.
1.2. Mục tiêu đề tài
Đề tài nhằm tạo ra IL-2 tái tổ hợp có hoạt tính sinh học cao, đáp ứng tiêu chuẩn quốc tế. Các mục tiêu cụ thể bao gồm: tạo dòng gen IL-2, biểu hiện protein trong các hệ thống khác nhau, tối ưu hóa quy trình lên men, tách chiết và tinh chế IL-2, cũng như đánh giá hoạt tính sinh học và tính an toàn của sản phẩm.
II. Phương pháp nghiên cứu
Đề tài sử dụng các kỹ thuật tiên tiến trong công nghệ sinh học để tạo ra IL-2 tái tổ hợp. Quy trình bao gồm: tách chiết RNA từ tế bào lách người, tổng hợp cDNA mã hóa gen IL-2, tạo đột biến điểm để cải thiện tính chất của protein, biểu hiện gen trong các hệ thống khác nhau như E. coli và P. pastoris, tối ưu hóa điều kiện lên men, tách chiết và tinh chế protein bằng sắc ký ái lực, và đánh giá hoạt tính sinh học trên mô hình tế bào và động vật.
2.1. Tạo dòng gen IL 2
RNA tổng số được tách chiết từ tế bào lách người, sau đó tổng hợp cDNA mã hóa gen IL-2. Gen này được nhân lên bằng PCR và gắn vào vector tách dòng pCR2.1. Trình tự nucleotide của gen IL-2 được xác định và so sánh với cơ sở dữ liệu quốc tế.
2.2. Biểu hiện gen IL 2
Gen IL-2 được biểu hiện trong các hệ thống khác nhau như E. coli và P. pastoris. Kết quả cho thấy protein lai Trx-rhIL2MN có kích thước khoảng 32 kDa và protein dạng đơn rhIL-2 có kích thước khoảng 15.4 kDa. Hiệu suất biểu hiện trong E. coli đạt 90 mg/l, cao hơn 2000 lần so với dự tính.
III. Kết quả nghiên cứu
Đề tài đã đạt được nhiều kết quả quan trọng, bao gồm việc tạo ra IL-2 tái tổ hợp có độ tinh sạch cao (99%) và hoạt tính sinh học tương đương với sản phẩm nhập khẩu. Các thử nghiệm trên mô hình tế bào và động vật cho thấy IL-2 có khả năng kích thích sự phát triển của tế bào miễn dịch và làm giảm sinh khối u báng.
3.1. Hoạt tính sinh học
Hoạt tính sinh học của IL-2 tái tổ hợp được đánh giá trên mô hình tế bào CTLL-2. Kết quả cho thấy hoạt tính đạt 2.7 x 10^6 U/mg, tương đương với sản phẩm của Trung Quốc. IL-2 biểu hiện trong P. pastoris có hoạt tính cao hơn, đạt 4 x 10^6 U/mg.
3.2. Thử nghiệm trên động vật
Thử nghiệm trên chuột gây ung thư thực nghiệm cho thấy IL-2 tái tổ hợp làm giảm 43.5% sinh khối u báng và tăng thời gian sống thêm của chuột lên 51.3%. Đây là những kết quả ban đầu nhưng rất hứa hẹn trong việc ứng dụng IL-2 trong điều trị ung thư.
IV. Đánh giá và ứng dụng
Đề tài đã chứng minh được khả năng sản xuất IL-2 tái tổ hợp trong nước với chất lượng tương đương sản phẩm nhập khẩu. Sản phẩm đáp ứng các tiêu chuẩn quốc tế về độ tinh sạch, hoạt tính sinh học và tính an toàn. Kết quả nghiên cứu mở ra tiềm năng lớn trong việc phát triển các dược phẩm sinh học phục vụ điều trị ung thư tại Việt Nam.
4.1. Giá trị khoa học
Đề tài đã góp phần nâng cao năng lực nghiên cứu và sản xuất protein tái tổ hợp tại Việt Nam. Các kỹ thuật được phát triển trong đề tài có thể áp dụng cho các nghiên cứu khác trong lĩnh vực công nghệ sinh học và dược phẩm sinh học.
4.2. Ứng dụng thực tiễn
Sản phẩm IL-2 tái tổ hợp có tiềm năng lớn trong việc điều trị các bệnh ung thư, đặc biệt là ung thư đường tiêu hóa. Việc sản xuất trong nước sẽ giảm chi phí điều trị và tăng khả năng tiếp cận của bệnh nhân.
