Dọc một con đường mòn ở Chile, các chuyên gia lâm nghiệp đang ươm vườn cây có loại vỏ hứa hẹn điều chế ra nhiều loại vaccine tiềm năng.
Cây quillay, hay còn được gọi là quillaja saponaria, là loại cây thường xanh quý hiếm có nguồn gốc từ Chile. Loại cây này từ lâu đã được người Mapuche bản địa sử dụng để làm xà phòng và thuốc.
Trong những năm gần đây, chúng được dùng để sản xuất thành công vaccine Zona và vaccine sốt rét đầu tiên trên thế giới, cũng như làm chất tạo bọt cho các sản phẩm trong ngành công nghiệp thực phẩm, đồ uống và khai thác mỏ.
Theo Reuters, giờ đây, hai phân tử saponin - tạo ra từ vỏ cành cây của những cây quillay già nua trong rừng ở Chile - đang được sử dụng để phát triển vaccine chống Covid-19 của nhà sản xuất Novavax. Các hóa chất được sử dụng để tạo ra chất bổ trợ giúp tăng cường hệ thống miễn dịch.
Trong 2 năm tới, Novavax - công ty có trụ sở tại Maryland, Mỹ - có kế hoạch sản xuất hàng tỷ liều vaccine, chủ yếu cho các quốc gia có thu nhập thấp và trung bình. Điều này khiến Novavax có thể trở thành một trong những nhà cung cấp vaccine Covid-19 lớn nhất thế giới.
Thành phần dược phẩm mới tiềm năng
Chất bổ trợ của Novavax, được gọi là Matrix-M, chứa hai phân tử saponin quan trọng. Một trong số đó có tên QS-21 được tìm thấy chủ yếu ở những cây quillay đã trồng ít nhất 10 năm.
Trong số các công ty dược phẩm lớn, chỉ GlaxoSmithKline PLC (GSK) và Novavax đặt cược nhiều vào QS-21. Đây là một thành phần dược phẩm tương đối mới.
Công ty chiết xuất thực vật sa mạc Desert King International - hiện điều hành đồn điền Casablanca - là nhà cung cấp chiết xuất từ cây quillay duy nhất của Novavax, đồng thời cũng là công ty xuất khẩu cây quillay lớn nhất Chile cho đến nay.
Gỗ vụn từ cây quillay chứa chất sử dụng trong vaccine phòng Covid-19. (Ảnh: Reuters).
Các loại vaccine chứa QS-21 do Desert King cung cấp bao gồm Shingrix - một loại vaccine GSK sản xuất thành công chống lại bệnh zona - và một số vaccine thử nghiệm đầy hứa hẹn khác. GSK cho biết họ tự tin về "nguồn cung bền vững” đối với QS-21.
Chất bổ trợ dựa trên quillay được sử dụng ở Shingrix cũng là một phần của vaccine sốt rét đầu tiên trên thế giới, Mosquirix. Mặc dù hiệu quả thấp, nó được các cơ quan quản lý châu Âu phê duyệt vào năm 2015, đồng thời được Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) khuyến nghị đưa vào thí điểm năm 2016 vì nhu cầu rất cao.
Không có nhà sản xuất vaccine Covid-19 nào khác đang đặt hy vọng vào chiết xuất từ vỏ cây quillay. Một số nhà sản xuất thuốc phát triển các lựa chọn thay thế tổng hợp, nhưng có thể mất nhiều năm để cơ quan quản lý phê duyệt.
Việc loại bỏ bất kỳ thành phần nào trong những loại vaccine hiện có cũng sẽ yêu cầu nghiên cứu lâm sàng mới để chứng minh sản phẩm an toàn và hiệu quả.
Tìm cách mới tối đa hóa sản lượng
Hiện chưa có dữ liệu đáng tin cậy về số lượng cây quillay khỏe mạnh còn lại ở Chile. Các chuyên gia và quan chức vẫn đang tranh cãi về việc nguồn cung các cây quillay lâu đời sẽ dễ cạn kiệt như thế nào khi nhu cầu tăng cao.
Tuy nhiên, gần như tất cả đều đồng ý những ngành dựa vào cây quillay đến một lúc nào đó sẽ phải chuyển sang cây trồng trong rừng, hoặc một loại cây thay thế trồng trong phòng thí nghiệm.
Một phân tích của Reuters cho thấy áp lực về nguồn cung cây quillay cổ thụ đang ngày càng tăng. Xuất khẩu các sản phẩm từ cây quillay tăng hơn gấp ba lần - khoảng 3.600 tấn mỗi năm - trong thập niên trước đại dịch Covid-19.
Ricardo San Martin - người phát triển quy trình cắt tỉa và chiết xuất, tạo ra ngành công nghiệp quillay hiện đại - cho biết các nhà sản xuất phải ngay lập tức làm việc để tạo ra các sản phẩm từ cây quillay non và được trồng trong rừng.
Ricardo San Martin - chuyên gia người Chile về cây quillay và các ứng dụng trong ngành công nghiệp của loại cây này - đếm hạt trên cây trong khuôn viên Đại học California ở Berkeley, Mỹ. (Ảnh: Reuters).
San Martin cho biết ông đã làm việc hăng say để tinh chỉnh quy trình có thể giúp sản xuất saponin từ lá và cành cây nhằm tối đa hóa sản lượng.
Các nhà sản xuất quillay và phía khách hàng cho biết việc thu hoạch có thể tiếp tục ngay bây giờ mà không làm suy giảm nguồn cung của những cây quillay lâu đời.
“Chúng tôi sẽ tiếp tục theo dõi tình hình ở Chile, phối hợp chặt chẽ với nhà cung cấp. Nhưng tại thời điểm này, chúng tôi tự tin vào nguồn cung của mình”, Novavax cho biết. Công ty cũng tự tin rằng việc sử dụng nguồn cung cho “vaccine cứu mạng sống con người sẽ được ưu tiên”.
Andres Gonzalez - Giám đốc của Desert King tại Chile - nói dây chuyền của họ được thiết lập đủ để sản xuất chiết xuất quillay từ các cây lâu đời, giúp tạo ra tới 4,4 tỷ liều vaccine vào năm 2022. Với nguồn cung từ các khu rừng bản địa thuộc sở hữu tư nhân, họ có đủ nguyên liệu thô để đáp ứng nhu cầu của năm nay và một phần năm sau.
Ông Gonzalez cho biết công ty đã xây dựng một nhà máy sản xuất mới, có khả năng cung cấp cho các công ty dược phẩm khác có quan tâm. Tất cả đều không gây hại cho rừng. Tuy nhiên, ông thừa nhận “một lúc nào đó, những khu rừng nguyên sinh này sẽ không còn nữa”.
Để sản xuất vaccine chỉ cần một lượng tương đối nhỏ chiết xuất từ cây quillay - dưới một miligam mỗi liều - nhưng nguồn cung gặp khó do nhu cầu đến từ các ngành công nghiệp khác.
Ví dụ, các sản phẩm từ quillay được sử dụng như một chất phụ gia tự nhiên trong thức ăn chăn nuôi, một loại thuốc trừ sâu sinh học và một tác nhân để giảm ô nhiễm trong khai thác mỏ.
Tuy có các cây quillay riêng lẻ mọc bên ngoài Chile, đây là quốc gia duy nhất mà cây quillay trưởng thành được thu hoạch từ rừng với số lượng lớn.
Tương lai đầy hứa hẹn
Từ vài năm trước, công ty dược phẩm Agenus có trụ sở tại Massachusetts, Mỹ đã ngừng bán QS-21 chiết xuất từ vỏ cây để tập trung toàn thời gian phát triển nó từ tế bào thực vật quillay trong phòng thí nghiệm.
“Thiếu hụt QS-21 là vấn đề tồn tại từ lâu. Điều này xuất hiện trước cả khi Covid-19 bắt đầu, và chúng tôi quyết định phải thay đổi”, Jason Paragas - Phó chủ tịch Agenus về sáng kiến chiến lược và thăm dò tăng trưởng - cho biết.
Doanh nhân Gaston Salinas cho biết công ty khởi nghiệp Botanical Solution Inc., trụ sở tại California, có thể sản xuất QS-21 từ mô quillay bắt đầu từ hạt giống trong phòng thí nghiệm. Mục đích cuối cùng của công ty là sản xuất hóa chất này trên quy mô lớn để cung cấp cho các công ty dược phẩm.
“Bạn không thể khai thác quá mức khu rừng bản địa của Chile vì mong muốn phát triển vaccine hiện đại. Bạn cần phải tìm những cách khác để phát triển sản phẩm của mình, ngay cả khi đó là thứ rất quan trọng”, ông nói.
Hạt của cây quillay tại Đại học California ở Berkeley, Mỹ. (Ảnh: Reuters).
Bên trong đồn điền Desert King, những người làm vườn cẩn thận chăm sóc những cây quillay non bằng cách sử dụng phân bón và nguồn nước dồi dào. Chúng được nhân bản từ những loại cây cùng họ đã trưởng thành có vỏ màu xám bụi giàu saponin.
Theo Giám đốc phát triển kinh doanh của Desert King, Damian Hiley, nếu mọi việc suôn sẻ, đồn điền có thể sản xuất được sản lượng cho một khách hàng giấu tên trong vòng hai đến ba năm tới.
Desert King đã để mắt đến các loại vaccine trong tương lai, một số loại hiện đã nghiên cứu.
Vào đầu năm 2020, GSK đã cấp phép một loại vaccine phòng bệnh lao đang trong quá trình thử nghiệm có chứa chất bổ trợ dựa trên QS-21 cho Viện Nghiên cứu Y khoa Bill và Melinda Gates. Loại này đã cho kết quả đầy hứa hẹn giữa giai đoạn thử nghiệm.
Vào tháng 4, các nhà nghiên cứu tại Đại học Oxford thông báo một loại vaccine sốt rét mới có chứa chất bổ trợ Matrix-M từ Novavax có hiệu quả cao trong một thử nghiệm với 450 trẻ em ở Burkina Faso.
Gustavo Cruz - nhà nghiên cứu tại Đại học Chile, người làm việc với San Martin để công nghiệp hóa sản xuất quillay - cho biết ông tin tưởng các nhà sản xuất quillay sẽ cân bằng được giữa cung và cầu. Ông lo lắng hơn về các mối đe dọa khác, cụ thể là hạn hán và cháy rừng.
“Cuối cùng thì cây cối cũng mọc lại”, ông nói. “Nhưng sẽ có lúc chúng không còn nữa”.