ứng dụng công nghệ sinh học trong sản xuất vaccine

SEMINAR A ĐẶT VẤN ĐỀ    Ngay từ xuất sống, đấu tranh loài sinh vật bệnh tật xuất Đặc biệt ký sinh loài vi sinh vật tới động vật bậc cao gây bệnh tật hiểm nghèo tạo nạn dịch thảm khốc cướp nhiều sinh mạng Để giành giật sống người tìm biện pháp nhằm hạn chế tác động có hại đối tượng gây bệnh Vacxin coi tiến y học quan trọng kỷ XX Ngày với phát triển không ngừng công nghệ sinh học người tìm vũ khí hữu hiệu để bảo vệ với số lượng nhiều, an toàn nhanh chóng Để hiểu rõ vấn đề này, chúng em tiến hành tìm hiểu đề tài:  “Ứng dụng công nghệ sinh học sản xuất vacxin” Vaccine ? Hướng phát triển vaccine ? Vaccine có tác dụng SẢN XUẤT VACCINE ? Công nghệ sinh học ứng dụng Cơ sở việc sản sản xuất vaccine? xuất vaccine ? 1.1 Vài nét lịch sử hướng phát triển công nghệ vacxin  Thế kỷ 18, giới chứng kiến ba đại dịch cúm Các dịch cúm tiếp diễn kỷ 19, thành phố lớn dần lên giao thông đường biển giúp cho việc lại thuận tiện - đồng nghĩa với khả lây lan tăng Dịch cúm năm 1837 nghiêm trọng đến mức Berlin, số người chết nhiều số người sinh ra, Barcelona toàn hoạt động kinh doanh bị đình đốn Năm 1918 chứng kiến đại dịch cúm nghiêm trọng lịch sử giới, chí cho đại dịch kinh hoàng loại bệnh dịch Khoảng 50 triệu người chết, riêng Tây Ban Nha có triệu, dịch cúm mang tên cúm Tây Ban Nha Trong ảnh, bệnh nhân cúm nằm la liệt bệnh viện Kansas, Năm 1957 đánh dấu dịch cúm châu Á Nhờ tiến khoa học, dịch bệnh nhanh chóng xác định, biện pháp y tế cần thiết triển khai, có việc sử dụng vắc xin Tuy số lượng người chết cúm mức triệu Trong ảnh, bệnh nhân cúm Đan Mạch nằm khu nghỉ tạm nhà thi đấu hải quân Copenhagen Năm 2003, Bùng nổ dịch cúm gia cầm  Việc tạo loại vaccine để phòng chữa bệnh thực cần thiết mà dịch bệnh phát triển ngày phức tạp xuất thêm nhiều bệnh nguy hiểm  Bằng kĩ thuật chiết tách, tinh chế, người ta thu lấy phân tử ADN mang đoạn gen cần thiết để sử dụng vào mục đích định sản xuất vacxin, thuốc kháng sinh Ứng dụng công nghệ gen sản xuất vacxin Hiện có số vacxin sản xuất công nghệ tái tổ hợp gen Vac xin hệ hay vacxin tái tổ hợp gen Sản xuất vacxin lở mồm long móng hệ Tìm đoạn gen có tính kháng nguyên cao tế bào virus Chiết, tách Sử dụng chế tạo vacxin Dùng enzim sinh học cắt lấy đoạn gen Nhân lên công nghệ tái tổ hợp gen IV Minh họa vài qui trình sản xuất vacxin 4.1 Vacxin cổ điển sản xuất (VD: Vacxin vi khuẩn thương hàn)      Bước 1:Nhân giống: Nuôi vi khuẩn thương hàn môi trường thạch 18 h sau dùng NaCl đẳng trương để lấy vi khuẩn điều chỉnh để đạt độ đậm đặc 5.108 vi khuẩn/1ml Cấy vi khuẩn vào môi trường cho thể tích ban đầu vi khuẩn chiếm 5% thể tích môi trường Bước 2:Nuôi cấy Môi trường lỏng casein chưa 300-400 mg N toàn phần, 200250mg% N amin, 0,1-0,6% pepton Cấy chìm môi trường nuôi cấy liên tục có hệ thống khuấy vân tốc 180-300v/ phút để tăng oxy cho thống, hệ thống lọc khí vô trùng với lưu lượng 1lit/1phút Nuôi 10-12 để đạt nồng độ khoảng 6.1010 vi khuẩn Để tăng khả sinh sản vi khuẩn thêm dung dịch glucoza 40%, giữ pH= 7,6-7,8 suốt thời gian nuôi cấy IV Minh họa vài qui trình sản xuất vacxin 4.1 Vacxin cổ điển sản xuất (VD: Vacxin vi khuẩn thương hàn)     Bước 3: Làm bất hoạt Vacxin làm bất hoạt cồn: Lấy sinh khối trộn thận trọng bình đặc biệt với cồn ethyl theo tỉ lệ lân1:1:4, lần 1:10 Bước 4:Kiểm tra độ tinh khiết đáp ứng miễn dịch Kiểm tra độ tinh khiết đáp ứng miễn dịch đưa dung dịch điểm đẳng điện NaCl có chứa 0,25% phenol tạo tủa 1ml vacxin cồn chưa 5.109 vi khuẩn Đổ vacxin vào ống đông khô –400C- - 500C đông gói thành phẩm Vacxin nhập chung với VI antigen để tăng hiệu 4.2 Quy trình sản xuất vacxin tái tổ hợp(VD: vacxin cúm)       Bước 1: Thu nhận mẫu bệnh thông tin tình hình dịch tễ bệnh cúm Bước 2: Chẩn đoán, phân lập virus phân tích sơ Bước 3: Sản xuất kháng huyết chồn sương Bước 4: Phân tích đặc điểm di truyền kháng nguyên Bước 5: Đánh giá chọn lựa virus ứng cử làm vaccine Bước 6: Sự tái tổ hợp virus cúm kỹ thuật di truyền ngược 4.2 Quy trình sản xuất vacxin tái tổ hợp(VD: vacxin cúm)  Kỹ thuật cho phép gene (mã hóa cho protein NP, PA, PB1, PB2, M, NS) virus cúm A/Puerto Rico/8/34 (thường gọi PR8) kết hợp với gene mã hóa cho protein HA NA (của chủng khuyến cáo làm vaccine) làm giảm độc lực tạo chủng virus mang đặc điểm kháng nguyên HA NA giống với chủng khuyến cáo làm vaccine phát triển trứng nhanh kịp thời cung cấp vaccine có dịch xảy Minh họa kỹ thuật di truyền ngược (cổ điển) Minh họa vectors dùng kỹ thuật di truyền ngược cải tiến    Bước 7: Xác định đặc điểm kháng nguyên di truyền chủng tái tổ hợp Bước 8: Đánh giá đặc tính phát triển virus tái tổ hợp Bước 9: Chuẩn bị hoá chất cho vaccine bất hoạt Ý nghĩa việc sản xuất công nghệ tái tổ hợp gen Nâng cao suất sản xuất vacxin Tạo sản phẩm vacxin với nhiều ưu điểm: Vacxin tái tổ hợp gen an toàn vacxin tồn mầm bệnh Không cần bảo quản lạnh nên giảm chi phí => phù hợp với điều kiện sử dụng nước phát triển C.KẾT LUẬN     Sự đời vacxin có ý nghĩa vô to lớn nhân loại Nó giúp cho loài người thoát khỏi nhiều đại dịch hiểm nghèo (đậu mùa, bại liệt; sởi, uốn ván v.v Tuy nhiên, nhiều bệnh thách thức người, chưa có vắc-xin đủ hiệu để ngăn ngừa Trong phải kể nhiều bệnh ký sinh trùng (thí dụ sốt rét, giun, sán), vi khuẩn (lao), virus (cúm, sốt xuất huyết, AIDS v.v.) Một số lý tác nhân gây bệnh biến đổi thường xuyên khiến cho miễn dịch không hữu hiệu chí công vào hệ miễn dịch trường hợp HIV v.v Các loại vắc-xin truyền thống dần tính phòng bệnh, đặc biệt gây phản ứng phụ chết người thời gian gần Tính ưu việt loại vacxin ngày khẳng định: tinh khiết, phản ứng phụ, hiệu lực tạo miễn dịch cao, sản xuất nhanh giá thành thấp Có thể nói, thành tựu từ khoa học kỹ thuật đặc biệt công nghệ sinh học mở nhiều hướng nghiên cứu hiệu công tác điều trị bệnh [...]... Tác nhân gây bệnh Bệnh Loại vacxxin III C ông nghệ sản xuất Vacxin 3.1 Sản xuất vaccine truyền thống  Tạo sinh khối  Làm bất hoạt  Đối với vaccine các vi khuẩn đã chết: Có thể dử dụng các tác nhân diệt khuẩn (formalin, alcool, aceton, tia cưc tím, siêu âm…)  Đối với vaccine từ vi khuẩn sống giảm động lực  Sản xuất ra chế phẩm  Kiểm tra sản phẩm Sản xuất vacxin tổng hợp   * Có hai loại vacxin... chóng  Bằng các kĩ thuật chiết tách, tinh chế, người ta thu lấy những phân tử ADN mang đoạn gen cần thiết này để sử dụng vào những mục đích đã định như sản xuất vacxin, thuốc kháng sinh Ứng dụng công nghệ gen trong sản xuất vacxin Hiện nay đã có một số vacxin được sản xuất bằng công nghệ tái tổ hợp gen Vac xin thế hệ mới hay vacxin tái tổ hợp gen ... kháng nguyên 2.1.5 Vaccine kháng kháng thể idityp  Là kháng thể tạo ra từ cách dùng kháng thể kháng kháng nguyên làm kháng nguyên dể làm vắc xin cho tác nhân gây bệnh đó 2.2 Vaccine tổng hợp i ii iii iv v vi Vaccine sống giảm động lực bằng lực bằng kỹ thuật di truyền Vaccine chứa KN sản xuất bằng phương pháp tái tổ hợp Vaccine vector Vaccine ADN Vacxin dựa trên cơ thể chuyển gen Sản xuất cây chuyển gen... vi sinh học và miễn dịch học đã mở đường cho những kiến thức hiện đại về vắc-xin Louis Pasteur 1.2 Khái niệm về vaccine Vắc-xin là chế phẩm có tính kháng nguyên dùng để tạo miễn dịch đặc hiệu chủ động, nhằm tăng sức đề kháng của cơ thể đối với một số tác nhân gây bệnh cụ thể 1.3 Nguyên lý sử dụng vacxin Sử dụng vacxin là đưa vào cơ thể kháng nguyên có nguồn gốc từ vi sinh vật gây bệnh hoặc vi sinh. .. đáp ứng miễn dịch  Tạo ra hiệu quả đề kháng cho cơ thể về sau khi tác nhân gây bệnh xâm nhập với đầy đủ độc tính  II Phân loại vaccine 2.1 Các phương pháp phân loại truyền thống 2.1.1 Vaccine động lực (nhược độc) hay vacxin sống  Là vacxin chế từ tác nhân gây bệnh đã là giảm tính độc bằng các kĩ thuật vật lý, hóa học, hoặc bằng các phương pháp khác nhau… không gây bệnh nhưng còn khả năng sinh sản. .. vector Vaccine ADN Vacxin dựa trên cơ thể chuyển gen Sản xuất cây chuyển gen nhờ Agrobacter tumefaciens Vaccine bào tử (spore vaccine) Loại vacxin Ưu điểm Đơn giản, dễ sản xuất Vacxin Giá thành rẻ, tương đối giảm ổn định động Gây miễn dịch kéo dài lực Không cần tiêm nhiều (sống) lần Đơn giản, dễ sản xuất Giá thành rẻ, ổn định Vacxin bất Không cần bảo quản hoạt lạnh (chết) Khả năng nhiễm virus sống rất... với liều gây độc Tuy nhiên cũng có thể gây ra phản ứng phụ ở một số người  Phản ứng tại chỗ: Nơi tiêm vaccine có thể hơi đau, mẩn đỏ, hơi sưng hoặc nổi cục nhỏ  Phản ứng toàn thân: Sốt thường, co giật với tỷ lệ nhỏ có thể sốc phản vệ với khả năng xảy ra hiếm 1.4.1 Hiệu lực  Vacxin có hiệu lực lớn là vacxin gây được miễn dịch ở mức độ cao và tồn tại trong một thời gian dài Hiệu lực gây miễn dịch của... kháng nguyên của đối tượng gây bệnh vào virus hoặc vi khuẩn Virus hay vi khuẩn này sinh sản nhanh tạo ra nhiều phân tử kháng nguyên Các kháng nguyên này được tách chiết, tinh sạch để làm vacxin tái tổ hợp chống lại các bệnh sốt xuất huyết, vacxin chống viêm gan B (HBV), vacxin chống bệnh sốt rét, vacxin chống HIV… Sản xuất vacxin tổng hợp      +> Vacxin tái tổ hợp gen virus sống : Vacxin tái tổ... Vacxin này có nhiều ưu điểm là : cùng một lúc có thể đáp ứng miễn dịch khác nhau trong cùng một cơ thể, đồng thời nó có thể ngăn cản sự kháng thuốc của vi khuẩn và ký sinh trùng gây bệnh Cấu trúc thông thường của một virus tái tổ hợp bao gồm: Một là gen ngoại lai mã hoá protein kháng nguyên của tác nhân gây bệnh Hai là virus ADN Ba là gen chỉ thị Sản xuất vacxin tổng hợp      Quy trình tiến hành tái... vi sinh vật gây bệnh, đã được bào chế đảm bảo độ an toàn cần thiết, làm cho cơ thể tự tạo ra tình trạng miễn dịch chống lại tác nhân gây bệnh  Nói một cách khác: sử dụng vacxin là tạo miễn dịch chủ động nhân tạo  1.4 Đặc tính cơ bản của một vaccine 1.4.1 An toàn    Vô trùng : không được nhiễm các vi sinh vật khác Thuần khiết : không được lẫn các thành phần kháng nguyên khác Không độc Liều sử dụng ... lọc khí vô trùng với lưu lượng 1lit/1phút Nuôi 1 0 -1 2 để đạt nồng độ khoảng 6 .10 10 vi khuẩn Để tăng khả sinh sản vi khuẩn thêm dung dịch glucoza 40%, giữ pH= 7, 6-7 ,8 suốt thời gian nuôi cấy IV... lân1 :1: 4, lần 1: 10 Bước 4:Kiểm tra độ tinh khiết đáp ứng miễn dịch Kiểm tra độ tinh khiết đáp ứng miễn dịch đưa dung dịch điểm đẳng điện NaCl có chứa 0,25% phenol tạo tủa 1ml vacxin cồn chưa 5 .10 9... khuẩn Đổ vacxin vào ống đông khô –400C- - 500C đông gói thành phẩm Vacxin nhập chung với VI antigen để tăng hiệu 4.2 Quy trình sản xuất vacxin tái tổ hợp(VD: vacxin cúm)       Bước 1: Thu