TS. Nguyễn Thị Trúc Ly trong ngày tốt nghiệp tiến sĩ tại Đại học Quốc gia Seoul, Hàn Quốc, tháng 2/2025. Ảnh: NVCC/Báo Phụ Nữ TP.HCM.

Từ hơn một nghìn dự đoán còn lại 15 epitope

Một ứng viên vắc-xin điều trị ung thư có thể bắt đầu từ những đoạn rất nhỏ của kháng nguyên. Trong công trình của TS. Nguyễn Thị Trúc Ly và GS. Heebal Kim, các đoạn này là epitope, phần của kháng nguyên có khả năng được hệ miễn dịch nhận biết. Nhóm sử dụng các công cụ tin sinh học miễn dịch để tìm và sàng lọc epitope trước khi tính đến những bước kiểm chứng trong phòng thí nghiệm.

Nghiên cứu tập trung vào bốn protein CARD8, NAIP, NLRP1 và NLRP3, đều có liên quan đến pyroptosis. Đây là một dạng chết tế bào theo chương trình đi kèm phản ứng viêm, đang được nghiên cứu trong mối quan hệ giữa tế bào ung thư, vi môi trường khối u và hoạt động của hệ miễn dịch.

Từ các protein này, hệ thống dự đoán 724 epitope có khả năng gắn với MHC lớp I và 334 epitope với MHC lớp II. Thêm 37 epitope tế bào B được xác định bằng công cụ dự đoán khác. Qua nhiều bước đánh giá, nhóm giữ lại 15 epitope gồm tám epitope MHC-I, bốn epitope MHC-II và ba epitope tế bào B.

Việc chọn được 15 epitope chưa đồng nghĩa chúng đã tạo ra đáp ứng miễn dịch trên cơ thể sống. Các tiêu chí như tính kháng nguyên, khả năng gây dị ứng, độc tính hay khả năng kích thích một số cytokine ở giai đoạn này đều được đánh giá bằng mô hình và công cụ tính toán. Giá trị của quá trình sàng lọc nằm ở việc thu hẹp số ứng viên cần xem xét trước khi bước sang các phép thử thực nghiệm tốn nhiều thời gian và nguồn lực hơn.

Mô hình quá trình sàng lọc epitope và thiết kế ứng viên vắc-xin đa epitope của nhóm TS. Nguyễn Thị Trúc Ly. Kết quả hiện được xây dựng từ các phương pháp tin sinh học và mô phỏng trên máy tính.

Ghép các epitope thành một cấu trúc 678 axit amin

Mười lăm epitope sau khi được chọn không tồn tại như những thành phần rời rạc. Nhóm ghép chúng với các đoạn nối và thành phần bổ trợ để tạo nên một cấu trúc vắc-xin đa epitope dài 678 axit amin, sau đó tiếp tục khảo sát các đặc tính lý hóa và dựng cấu trúc ba chiều trên máy tính.

Các bước tính toán tiếp theo nhằm kiểm tra xem cấu trúc được thiết kế có giữ được hình dạng ổn định hay không và có khả năng tương tác như thế nào với những thụ thể tham gia vào miễn dịch bẩm sinh. Nhóm thực hiện docking phân tử với sáu thụ thể Toll-like gồm TLR2, TLR3, TLR4, TLR5, TLR7 và TLR8.

Mô phỏng động lực học phân tử được tiến hành trong 100 nanô giây với 10 lần lặp. Trong môi trường mô phỏng, cấu trúc duy trì các đặc tính ổn định mà nhóm đặt ra để đánh giá. Công trình cũng mô phỏng đáp ứng miễn dịch, tối ưu hóa codon và thực hiện bước nhân dòng in silico hướng tới khả năng biểu hiện cấu trúc protein trong Escherichia coli.

Đây là chuỗi kiểm tra tương đối sâu đối với một thiết kế trên máy tính, nhưng chưa thay thế được thí nghiệm sinh học. Một cấu trúc dự đoán có khả năng gắn tốt với thụ thể không đồng nghĩa cơ thể thật sẽ tạo đáp ứng miễn dịch giống kết quả mô phỏng. Tương tự, mô phỏng tăng kháng thể hay tế bào nhớ cũng chưa phải bằng chứng về hiệu quả điều trị ung thư.

Chính nghiên cứu công bố của nhóm xác định các bước tiếp theo cần có kiểm chứng in vitro và in vivo. Nói cách khác, ứng viên hiện chưa trải qua thử nghiệm trên tế bào, động vật hoặc thử nghiệm lâm sàng trên người.

TS. Nguyễn Thị Trúc Ly tại Trường Đại học Khoa học Sức khỏe, Đại học Quốc gia TP.HCM. Ảnh: N.L./Báo Phụ Nữ TP.HCM.

Một hướng nghiên cứu được tiếp tục trong năm 2026

Công trình của TS. Nguyễn Thị Trúc Ly và GS. Heebal Kim được Scientific Reports công bố ngày 19/3/2026. Đến tháng 9, hướng nghiên cứu tiếp tục xuất hiện với tên Precision PyroVax trong khuôn khổ Cuộc thi Sáng kiến Khoa học 2026.

TS. Nguyễn Thị Trúc Ly hiện là giảng viên Khoa Y, Trường Đại học Khoa học Sức khỏe, Đại học Quốc gia TP.HCM. Nữ nhà khoa học tốt nghiệp tiến sĩ tại Đại học Quốc gia Seoul và theo đuổi các hướng nghiên cứu liên quan đến tin sinh học miễn dịch, hóa sinh tính toán và thiết kế vắc-xin bằng phương pháp tính toán.

Ở Precision PyroVax, nhóm đặt bài toán rộng hơn việc tạo ra một cấu trúc vắc-xin duy nhất. Hướng phát triển được đề xuất là xây dựng một quy trình sử dụng tin sinh học, mô phỏng phân tử và các công cụ tính toán để hỗ trợ sàng lọc các ứng viên trước khi bước vào thực nghiệm.

Nhóm cũng đặt ra khả năng sau này tích hợp dữ liệu HLA của người Việt Nam và dữ liệu từ khối u để hướng tới thiết kế cá thể hóa. Tuy nhiên, đây vẫn là lộ trình phát triển được đề xuất. Nghiên cứu hiện tại chưa thử một vắc-xin được thiết kế riêng cho từng bệnh nhân và cũng chưa có dữ liệu lâm sàng chứng minh hiệu quả cá thể hóa.

Khoảng cách giữa một thiết kế trên máy tính và một sản phẩm y sinh sử dụng cho người còn nhiều bước. Sau khi tổng hợp được cấu trúc thật, nhóm nghiên cứu sẽ cần kiểm tra khả năng biểu hiện, tính ổn định, đáp ứng miễn dịch trong tế bào, đánh giá trên mô hình động vật và chỉ khi các bước đó đáp ứng yêu cầu mới có thể đặt vấn đề nghiên cứu lâm sàng.

Điểm đáng chú ý của công trình vì thế không nằm ở việc đã tạo ra một vắc-xin điều trị ung thư phổi, mà ở cách hơn một nghìn epitope dự đoán được thu hẹp xuống 15 lựa chọn để hình thành một ứng viên cụ thể. Với nghiên cứu tính toán, đây là bước chuẩn bị cho thực nghiệm chứ chưa phải kết quả điều trị.

Cũng từ ranh giới này có thể thấy sự khác biệt với vắc-xin cá thể hóa đã đi vào thử nghiệm lâm sàng ở một nghiên cứu khác. Precision PyroVax hiện còn ở phía trước của chặng đường đó. Điều quyết định giá trị tiếp theo của 15 epitope sẽ không còn nằm ở những dự đoán trên máy tính mà ở việc chúng hoạt động ra sao khi được đưa vào những phép thử sinh học thực tế.