Hãng dược phẩm Novavax có kế hoạch sản xuất một loại vắc-xin mới chống COVID-19 từ chiết xuất cây Quillay ở Chile với khối lượng lên tới hàng tỷ liều trong 2 năm tới.
Tại một nông trại ở “Đất nước của rượu vang” – Chile, các chuyên gia lâm nghiệp đang ươm một đồn điền cây non mà vỏ cây hứa hẹn sẽ cho một loại vắc-xin có hiệu quả mạnh mẽ.
Cây Quillay, tên kỹ thuật gọi là Quillaja saponaria, là loại cây quý hiếm có nguồn gốc từ Chile, từ lâu đã được người Mapuche bản địa sử dụng để làm xà phòng và thuốc. Hiện tại, Chila là quốc gia duy nhất thu hoạch được cây Quillay trưởng thành từ rừng với số lượng lớn.
Trong những năm gần đây, loài cây này cũng đã được sử dụng để sản xuất vắc-xin chống bệnh zona rất thành công và vắc-xin sốt rét đầu tiên trên thế giới, cũng như chất tạo bọt cho các sản phẩm trong ngành công nghiệp thực phẩm, đồ uống và khai thác mỏ.
Giờ đây, hai phân tử saponin, được tạo ra từ vỏ của những cành cây được cắt từ những cây già hơn trong các khu rừng của Chile, đang được sử dụng để chế ra một loại vắc-xin COVID-19, được phát triển bởi hãng dược phẩm Novavax Inc. Các hóa chất được sử dụng để tạo ra chất bổ trợ, một chất giúp tăng cường hệ thống miễn dịch.
Trong hai năm tới, hãng dược phẩm Novavax, trụ sở tại Maryland, Mỹ, có kế hoạch sản xuất hàng tỷ liều vắc-xin, chủ yếu cho các quốc gia có thu nhập thấp và trung bình, điều này có thể sẽ giúp họ trở thành một trong những nhà cung cấp vắc-xin COVID-19 lớn nhất trên thế giới.
Chỉ cần một lượng tương đối nhỏ chất chiết xuất từ cây Quillay để sản xuất một liều vắc-xin – dưới 1 miligam mỗi liều.
Chất bổ trợ của Novavax, được gọi là Matrix-M, chứa hai phân tử saponin quan trọng. Một trong số đó, được gọi là QS-21, khó tiếp cận hơn vì chất này được tìm thấy chủ yếu ở những cây ít nhất 10 năm t.uổi.
Trong số các công ty dược phẩm lớn, chỉ có GlaxoSmithKline (GSK) và Novavax đã đặt cược rất nhiều vào QS-21, một thành phần dược phẩm tương đối mới.
GSK có vắc-xin rất thành công chống lại bệnh zona, Shingrix, và một số vắc-xin thử nghiệm đầy hứa hẹn khác có chứa QS-21 do Desert King cung cấp. Trong một tuyên bố, GSK cho biết họ “không có thách thức cụ thể nào liên quan đến nguồn cung bền vững” đối với QS-21.
Chất bổ trợ dựa trên quillay được sử dụng ở Shingrix cũng là một phần của vắc-xin sốt rét đầu tiên trên thế giới, Mosquirix. Mặc dù hiệu quả chưa cao, song với nhu cầu rất cao, vắc-xin này đã được các cơ quan quản lý châu Âu phê duyệt vào năm 2015 và được WHO khuyến nghị đưa vào thí điểm vào năm 2016. Không có nhà sản xuất vắc-xin COVID-19 nào khác đang dựa vào chiết xuất từ vỏ cây Quillay.
Công ty dược phẩm Agenus có trụ sở tại Massachusetts đã ngừng bán QS-21 chiết xuất từ vỏ cây vài năm trước để tập trung toàn thời gian vào việc cố gắng phát triển chất này từ tế bào thực vật Quillay trong phòng thí nghiệm.
Hiện không có dữ liệu chính thức nào về số lượng cây Quillay khỏe mạnh còn sót lại ở Chile. Các chuyên gia và quan chức ngành công nghiệp cho rằng nguồn cung các cây cổ thụ sẽ cạn kiệt rất nhanh do nhu cầu tăng cao. Nhưng gần như tất cả mọi người đều đồng ý rằng các ngành công nghiệp dựa vào chất chiết xuất từ cây Quillay đến một lúc nào đó sẽ cần phải chuyển sang cây trồng trong rừng hoặc một loại cây thay thế được trồng trong phòng thí nghiệm.
Một tài liệu phân tích của Reuters về dữ liệu xuất khẩu từ nhà cung cấp dữ liệu thương mại ImportGenius cho thấy nguồn cung cây Quillay cổ thụ đang chịu áp lực ngày càng tăng. Xuất khẩu các sản phẩm Quillay đã tăng gấp hơn ba lần lên trên 3.600 tấn mỗi năm trong một thập kỷ trước đại dịch.
Ricardo San Martin, người đã phát triển quy trình cắt tỉa và chiết xuất để tạo ra ngành công nghiệp Quillay hiện đại, cho biết các nhà sản xuất phải ngay lập tức bắt tay vào việc tạo ra các sản phẩm Quillay từ những cây non hơn, được trồng trong rừng.
Ông Martin cho biết: “4 năm trước tôi đã nói rằng chúng ta đang tiến đến giới hạn cuối cùng của sự bền vững”.
Công ty chiết xuất thực vật sa mạc, Desert King International Ltd – điều hành đồn điền Casablanca, là nhà cung cấp duy nhất chiết xuất từ cây Quillay cho Novavax và là nhà xuất khẩu cây Quillay lớn nhất của Chile cho đến nay.
Giám đốc của công ty Desert King International Ltd tại Chile, Andres Gonzalez, cho biết họ đang phát triển nguồn nguyên liệu đủ để chiết xuất từ các cây Quillay già hơn với mục tiêu tạo ra tới 4,4 tỷ liều vắc-xin vào năm 2022. Với nguồn cung cấp mới từ các khu rừng bản địa thuộc sở hữu tư nhân, họ có đủ nguyên liệu thô để đáp ứng nhu cầu, một phần từ nay đến cuối năm, phần còn lại trong năm tiếp theo. Tuy nhiên, ông thừa nhận rằng “một lúc nào đó những khu rừng nguyên sinh này sẽ kết thúc”.
Vi khuẩn ‘ăn kim loại’ – Phát hiện mới giúp ‘xanh hóa’ ngành khai khoáng
Những “extremophile” – sinh vật có thể sống trong môi trường khắc nghiệt khi bị bỏ đói có thể “ăn” hết một chiếc đinh chỉ trong vòng 3 ngày.
Một nhà khoa học tại Chile đã phát hiện ra điều này và đang tiến hành các thử nghiệm chuyên sâu, với hy vọng vi khuẩn “ăn kim loại” sẽ có thể giúp “xanh hóa” ngành công nghiệp khai khoáng.
Nhà công nghệ sinh học người Chile Nadac Reales cho thấy một chiếc đinh và đinh vít bên trong một cái lọ có vi khuẩn ăn kim loại trong phòng thí nghiệm của cô tại một công trường khai thác ở Antofagasta. Ảnh: AFP
Nhà khoa học trẻ (33 t.uổi) trong lĩnh vực công nghệ sinh học Nadac Reales đã ấp ủ ý tưởng này từ khi còn là một sinh viên đại học. Cô đã thực hiện các thử nghiệm đặc biệt của mình tại một phòng thí nghiệm ở Antofagasta – thị trấn công nghiệp cách thủ đô Santiago 1.100 km về phía Bắc – cùng 3 cộng sự khác.
Cô cho biết: “Tôi nhận ra rằng có nhiều nhu cầu khác nhau trong ngành khai khoáng, chẳng hạn như đối với các chất thải kim loại. Một số chất thải kim loại có thể được tái chế tại các nhà máy luyện kim, nhưng nhiều kim loại khác thì không thể làm vậy”.
Chile là nước sản xuất đồng lớn nhất thế giới. Ngành khai thác đồng đóng góp tới 15% Tổng sản phẩm quốc nội (GDP) của nước này, nhưng cũng phát sinh rất nhiều chất thải gây ô nhiễm môi trường.
Trong nghiên cứu của mình, cô Reales – Giám đốc điều hành công ty tư nhân Rudanac Biotec – đã tập hợp các vi khuẩn oxy hóa sắt có tên là Leptospirillum, đồng thời chiết xuất vi khuẩn từ suối nước nóng Tatio nằm ở độ cao 4.200 mét trên mực nước biển, cách Antofagasta khoảng 350 km.
Cô cho biết: “Vi khuẩn sống trong môi trường axit thực tế không bị ảnh hưởng bởi nồng độ tương đối cao của hầu hết các kim loại. Trong những thí nghiệm ban đầu, vi khuẩn mất hai tháng để ăn một chiếc đinh. Nhưng khi bị bỏ đói, chúng phải thích nghi và tự tìm cách kiếm ăn. Sau hai năm thử nghiệm, tốc độ ăn kim loại của chúng đã tăng lên rõ rệt, vi khuẩn chén sạch một chiếc đinh chỉ trong ba ngày”.
Reales khẳng định “các thử nghiệm hóa học và vi sinh” đã chứng minh vi khuẩn “ăn kim loại” không gây độc hại cho con người hoặc môi trường. Sau khi quá trình ăn mòn hoàn tất, những gì còn lại là một cặn lỏng màu đỏ. Cô cho biết: “Sau khi tích hợp sinh học, sản phẩm được tạo ra (chất lỏng nêu trên) có thể cải thiện việc thu hồi đồng trong một quá trình gọi là luyện kim thủy lực”. Về cơ bản, cặn lỏng có thể được sử dụng để chiết xuất đồng từ đá một cách bền vững hơn so với việc sử dụng hóa chất trong quá trình rửa trôi hiện nay.
Theo Reales, nghiên cứu này cho thấy khai thác xanh là điều “hoàn toàn khả thi”. Đó là mối quan tâm lớn đối với các công ty khai khoáng, khi họ có thể sử dụng phương pháp này để cải thiện khai thác trên quy mô lớn đối với đồng hoặc các khoáng chất khác, song song với việc giảm thiểu mức độ gây ô nhiễm từ những hoạt động này – vốn là một quy định mà họ phải tuân thủ theo luật pháp.
Cộng sự của cô – nhà sinh vật học Drina Vejar cũng tự tin rằng: “Chúng tôi nhìn thấy rất nhiều tiềm năng trong dự án này. Dự án đã vượt qua một bài kiểm tra quan trọng trong phòng thí nghiệm. Nghiên cứu này thực sự cần thiết ở thời điểm hiện tại, khi chúng ta phải lên kế hoạch cho một sự phát triển bền vững, đặc biệt là ở tất cả các thành phố có nhiều ngành nghề gây ô nhiễm”.
Reales đã gửi yêu cầu cấp bằng sáng chế quốc tế đối với nghiên cứu nói trên. Nhưng điều quan trọng hơn cả, cô hy vọng phát hiện của mình sẽ giúp giảm thiểu chất thải kim loại đang gây tổn hại cảnh quan ở các khu vực khai thác tại Chile. Các công ty khai khoáng cũng đã bày tỏ sự quan tâm đối với nghiên cứu này.
