Sử dụng công nghệ vắc xin Covid để chiến đấu với vi khuẩn gây tiêu chảy ức chế

Chúng ta có thể sớm có cách để ngăn ngừa một trong những cơn nhiễm trùng khó chữa trị và làm suy giảm sức khỏe nhất trên thế giới. Các nhà khoa học đang phát triển một loại vaccine tiên tiến có thể ngăn chặn Clostridioides difficile – một loại vi khuẩn nổi tiếng gây ra nhiễm trùng đường ruột nặng nề.

Các nhà khoa học đã chi tiết về việc phát triển một ứng cử viên vaccine thử nghiệm cho vi khuẩn C. difficile, hay còn được biết đến với tên gọi C. diff, trong nghiên cứu mới đây. Vaccine này dựa trên công nghệ mRNA sử dụng để tạo ra một số loại vaccine Covid-19 đầu tiên trên thế giới.

Mặc dù nhiều người mang C. diff trong đường ruột mà không gây vấn đề, nhưng vi khuẩn này đôi khi có thể phát triển quá mức, gây ra tiêu chảy và viêm đại tràng (một nguyên nhân phổ biến là việc sử dụng kháng sinh, vì các loại thuốc này có thể tiêu diệt vi khuẩn vô hại giữ C. diff trong sự kiểm soát). Kháng sinh có thể điều trị các nhiễm trùng ban đầu này, nhưng khoảng một trong sáu người sau đó sẽ phải chịu các cơn nhiễm trùng tái phát của C. diff mà thường khó chữa hơn. Do đó, từ lâu các nhà khoa học đã hy vọng tìm ra một cách để ngăn chặn chu trình khốc liệt này xảy ra từ ban đầu, như thông qua một vaccine hiệu quả.

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Pennsylvania và Bệnh viện Trẻ em Philadelphia (CHOP) đã phát triển ứng cử viên vaccine, sử dụng công nghệ mRNA để nhắm vào C. diff tại những điểm chính khác nhau. Những vi khuẩn này có khả năng biến hình và sử dụng nhiều chiêu thức để đảm bảo sự sống còn của chúng. Chúng có thể biến thành bào tử lâu dài chờ đợi ẩn nấp trong đất, chẳng hạn, hoặc kết hợp lại thành một lớp màng sinh học khắn kín trong đường ruột của chúng ta cho phép chúng chống lại kháng sinh. Các chủng C. diff gây bệnh cũng sản xuất độc tố giúp chúng phát triển nhưng lại khiến chúng ta bị bệnh. Vaccine của đội ngũ nhằm mục đích huấn luyện hệ miễn dịch của chúng ta chống lại một số độc tố và yếu tố gây hại khác của C. diff khiến vi khuẩn này trở nên nguy hiểm như vậy.

Đến nay, kế hoạch của họ dường như đang hoạt động theo như kỳ vọng, ít nhất là với chuột. Vaccine đã cung cấp cho chuột sự bảo vệ lâu dài chống lại cả các dạng nhiễm trùng chính và tái phát của C. diff, các nhà nghiên cứu phát hiện. Họ cũng thử nghiệm một phiên bản nâng cấp của vaccine, thiết kế để giúp cơ thể nhận biết các chất gây dị ứng không phải độc tố và hoàn cảnh bào tử của C. diff, và phát hiện rằng nó tăng cường khả năng loại bỏ vi khuẩn sản xuất độc tố khỏi đường ruột của chuột. Những kết quả của đội ngũ đã được công bố vào tháng này trên tạp chí Science.

“Phương pháp của chúng tôi là tạo ra một vaccine mRNA nhiều giá trị có thể tấn công nhiều khía cạnh của cuộc sống phức tạp của C. diff cùng một lúc mà không ảnh hưởng đến vi sinh vật bình thường,” Mohamad-Gabriel Alameh, một giáo sư trợ giảng của Bộ Bệnh lý và Khoa học Thử nghiệm tại Penn và một chuyên gia cấp cao tại CHOP, người là tác giả chính của nghiên cứu, nói trong một tuyên bố từ trường đại học.

Nghiên cứu này vẫn đang ở giai đoạn đầu phát triển, dĩ nhiên, nên không đảm bảo rằng vaccine của đội ngũ sẽ hoạt động tốt như với người. Nhưng nếu vaccine chống lại C. diff phát triển thành công, sẽ có một tác động lớn đối với sức khỏe. Ước tính rằng gần nửa triệu trường hợp nhiễm trùng C. diff xảy ra ở Mỹ mỗi năm, có thể gây nguy hiểm đặc biệt và đôi khi chết người cho những nhóm dân số yếu đuối như người già hoặc những người nằm viện vì điều kiện khác. Mỗi năm, ước lượng khoảng 30,000 người chết vì C. diff. Nghiên cứu gần đây cho thấy C. diff đang trở nên phức tạp hơn ngoài các bệnh viện nữa.

Việc này có thể mất nhiều năm để vaccine này đạt tới các thử nghiệm quy mô lớn ngay cả khi mọi thứ tiếp tục tiến triển tốt. Nhưng tương lai tổng thể trong nền y học đã sáng sủa với vaccine dựa trên mRNA. Sau việc triển khai vaccine chống Covid-19, vaccine mRNA của Moderna cho virus syncytial đường hô hấp (RSV) đã được FDA chấp thuận chỉ vào tháng 5 vừa qua. Vaccine mRNA cho cytomegalovirus, cảm cúm, và một số loại ung thư cũng đang gần đạt được thành công.

We might soon have a way to prevent one of the world’s most debilitating and hard-to-treat infections in the world. Scientists are developing a cutting-edge vaccine that could stop Clostridioides difficile—a bacteria known for causing severe gut infections—in its tracks.

Scientists detailed their development of an experimental vaccine candidate for C. difficile bacteria, better known as C. diff, in new research this week. The vaccine is based on the same mRNA technology used to create some of the first widely available covid-19 vaccines.

While many people carry C. diff in their guts without issue, the bacteria can sometimes grow out of control, triggering diarrhea and colitis (a common trigger for this is antibiotic use, since the drugs can kill off harmless bacteria that keep C. diff in check). Antibiotics can treat these initial infections, but about one in six people will then experience recurrent bouts of C. diff that often prove even harder to clear. So scientists have long hoped to find a way to short circuit this miserable cycle from happening in the first place, such as through an effective vaccine.

Researchers at the University of Pennsylvania and Children’s Hospital of Philadelphia (CHOP) developed the vaccine candidate, which leverages mRNA technology to target C. diff at different key points. These bacteria can shapeshift and use a variety of tricks to ensure their survival. They can turn into long-lasting spores that bide their time hiding in the soil, for instance, or combine en masse into a hardy biofilm in our guts that allow them to resist antibiotics. Pathogenic C. diff strains also produce toxins that make it easier for them to continue growing but at the cost of sickening us. The team’s vaccine is intended to train our immune system against several toxins and other virulence factors of C. diff that make it such a menace.

So far, their plan appears to be working as hoped, at least in mice. The vaccine provided mice long-lasting protection against both the primary and recurrent forms of C. diff infection, the researchers found. They also tested an upgraded version of the vaccine, designed to help the body recognize non-toxin cellular and spore antigens of C. diff, and found that it improved the mice’s ability to clear toxin-producing bacteria from the gut. The team’s findings were published this month in the journal Science.

“Our approach was to create a multivalent mRNA vaccine that would attack multiple aspects of C. diff’s complex lifestyle simultaneously without affecting the normal microbiota,” said co-lead author Mohamad-Gabriel Alameh, an assistant professor of Pathology and Laboratory Medicine at Penn and a senior principal scientist at CHOP, in a statement from the university.

This research is still in the early stages of development, of course, so it’s no guarantee that the team’s vaccine will work just as well in people. But a C. diff vaccine, if successfully developed, would have a tremendous health impact. It’s estimated that nearly half a million C. diff infections occur in the U.S. every year, which can be especially dangerous and sometimes deadly for already vulnerable populations, such as elderly people or those in the hospital for other conditions. Annually, it’s thought around 30,000 people die from C. diff every year. Recent research shows that C. diff is becoming more of a problem outside of hospitals, too.

It will likely take years for this vaccine to reach large-scale trials even if things continue to go well. But the future overall is already looking bright for mRNA-based vaccines. Following the rollout of the covid-19 vaccines, Moderna’s mRNA vaccine for respiratory syncytial virus (RSV) was approved by the Food and Drug Administration just this past May. mRNA vaccines for cytomegalovirus, the flu, and some cancers are now close to fruition as well.