VACXIN THUC PHAM

1
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THÀNH TÂY
KHOA: CÔNG NGHỆ NÔNG – THỰC PHẨM
LỚP K1 CÔNG NGHỆ SINH HỌC
DỰ ÁN SINH HỌC
VACCIN THỰC PHẨM
Môn: Nhập Môn Công Nghệ Sinh Học
Giảng viên: Th.s Nguyễn Lê Thu Hà
Người thực hiện: Nguyễn Hữu Hội, Đỗ Thị Thủy
HÀ NỘI:19/04/2011
2
MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU
PHẦN 1- TỔNG QUAN
I - Định nghĩa
II- Cơ sở khoa học
III- Quy trình sản xuất vaccin thực phẩm
Thành tựu vaccin thực phẩm
Ưu nhược điểm Vaccin thực phẩm
PHẦN 2- QUY TRÌNH SẢN XUẤT DỊCH TẢ Ở GẠO
Vai trò của gạo
Quy trình sản xuất
Tính khả thi
Ý kiến nhóm
KẾT LUẬN
3
Lời mở đầu
Tiêm chủng là một trong những cách tốt nhất để bảo vệ cơ thể khỏi các bệnh lây nhiễm
Từ trước tới giờ con người vẫn sử dụng vaccin cổ điển và vaccin hiện đại(vaccin chết, nhược độc, dưới đơn vị, vaccin thế hệ mới sản xuất bằng công nghệ gen) là chủ yếu
Vaccin được đưa vào theo đường tiêm thường gây đau cho người sử dụng, giá thành rất cao và người tiêm yêu cầu phải có kỹ năng…
3
4
Để giải quyết tất cả những vấn đề này các nhà khoa học đã tạo ra “ vaccine thực phẩm”.
Nguyên lý cơ bản của quá trình này là chuyển một loại gen đặc biệt vào tế bào thực vật.
Loại gen này hoạt động trong cơ thể thực vật, sẽ biến thành nơi sinh ra protein kháng nguyên kích thích hệ thống miễn dịch của người sẽ tự động sinh ra kháng thể để chống lại kháng nguyên.
Như vậy là đã thay việc tiêm chủng vaccine bằng việc ăn những hoa quả hoặc rau xanh có kháng nguyên
Lời mở đầu
5
Phần 1: Tổng quan
I - Định nghĩa
Vaccine là chế phẩm có tính kháng nguyên dùng để tạo ta miễm dịch đặc hiệu chủ động, nhằm tăng sức đề kháng của cơ thể đối với tác nhân gây bệnh cụ thể
Vaccine thực phẩm: Là loại vaccine thế hệ mới được tạo ra bằng cách chuyển một gen kháng nguyên vào thực vật
6
II- CƠ SỞ KHOA HỌC
1- Về sinh học phân tử
Là kỹ thuật DNA đưa 1 hoặc vài gen vào cơ thể hay tế bào khác nhằm tạo tính trạng di truyền mới do DNA này biểu hiện trong đối tượng đích
2- Về miễn dịch học
- Khi vaccine ăn vào cơ thể theo đường miệng nó sẽ cảm ứng hệ thống miễn dịch dịch thể sản xuất các kháng thể chống lại vi sinh vật gây bệnh
7
III- Quy trình sản xuất vaccin thực phẩm
1- Lựa chọn gen cần được biểu hiện (gen quan tâm) và đưa vào một vector thích hợp
Một số đặc tính mà 1 vector cần có.
Kích thước của vector càng nhỏ càng tốt,.
Vector phải có khả năng tái bản
Mang những đặc tính cho phép phát hiện dễ dàng
Chứa ít nhất 1 vị trí nhận biết của enzyme giới hạn
8
VECTOR
9
2- Lựa chọn đối tượng thực vật thích hợp để chuyển gen
III- Quy trình sản xuất vaccin thực phẩm
Chuyển gen orf2
của virus gây bệnh
viêm gan E vào
cây cà chua,
Chuyển gen LTB của E.
coli (B subunit of E. coli
heat-labile enterotoxin)
gây bệnh đường ruột vào
khoai tây.
10
3- Chuyển vector tái tổ hợp mang gen quan tâm vào thực vật đã lựa chọn bằng các phương pháp chuyển gen khác nhau
+ Phương pháp gián tiếp
+ Phương pháp trực tiếp
III- Quy trình sản xuất vaccin thực phẩm
11

Phương pháp gián tiếp

Phương pháp chuyển gen gián tiếp nhờ Agrobacterium
12
13
- Biến nạp DNA: các gen đặc hiệu
- Dung hợp tế bào đã kích thích
Chuyển gen trực tiếp
Súng bắn gen
14
Chuyển gen bằng kỹ thuật súng bắn gen
15
Một số phương pháp khác
Dùng hóa chất hấp thụ trực tiếp DNA vào tế bào trần
+ Kĩ thuật calciumphotphat
+ Chuyển gen qua liposome
Chuyển DNA trực tiếp bằng xung điện
Chuyển DNA trực tiếp bằng vi tiêm
Chuyển gen nhờ virus
16
17
4- Kiểm tra biểu hiện của gen quan tâm trong những bộ phận ăn được của thực vật
5- Thử nghiệm khả năng đáp ứng miễn dịch của vaccine sản xuất từ thực vật;
6- Sử dụng vaccine đã thử nghiệm thành công bằng cách ăn tươi dưới dạng thức ăn đã chế biến
III- Quy trình sản xuất vaccin thực phẩm
18
Quy trình chung tạo vaccine thực vật:
19
Thành tựu vaccin thực phẩm
Vaccin viêm gan B
+ Vaccine viêm gan B trong khoai tây
+ Vacccine viêm gan B ở rau diếp và cây đậu lupin
Vaccin sởi
Cây lúa biến đổi gen tạo vaccine chống lại giun sán
Sản xuất kháng nguyên HIV từ cây chuyển gen
Chuyển gien sản xuất vắc xin chống bệnh đậu mùa
Thuốc lá chuyển gen có chứa vắc-xin chống dịch hạch
Vacxin giúp ngăn ngừa ung thư
20
Ưu điểm
Vaccine thực phẩm có giá thành rẻ, ổn định, dễ sản xuất trên quy mô lớn, dễ quản lý, không cần tinh sạch, bảo quản lâu, dễ vận chuyển….
Được phân phối qua đường miệng
An toàn: vaccine dưới đơn vị
Ưu nhược điểm Vaccin thực phẩm
Nhược điểm
Hệ gen của cây bị biến đổi gen sẽ không chắc chắn được điều gì.
Vaccine thực phẩm sử dụng quá liều cho phép do sơ suất rất dễ xảy ra.
Liều dùng vaccine có thể thay đổi.
Cây trồng chứa vaccine có thể lẩn, nhiễm với cây thực phẩm
21


PHẦN 2 QUY TRÌNH SẢN XUẤT VACCIN DỊCH TẢ Ở LÚA

Lúa gạo là thực phẩm chính của hơn phân nửa dân tộc thế giới và cung cấp hơn 20% tổng năng lượng hấp thụ hàng ngày của nhân loại
Thành phần gạo
+ Tinh bột (80%)
+ Protein (7,5%)
+ Nước (12%)
+ Vitamin và các chất khoáng (0,5%) cần thiết cho cơ thể
22
VAI TRÒ CỦA GẠO
Chất tinh bột : cung cấp phần lớn năng lượng cho con người (thủy phân thành đường)
Chất protein: cung cấp các phân tử amino acid để thành lập mô bì, tạo ra enzym, kích thích tố và chất kháng sinh
Vitamin: Cũng giống như các loại ngũ cốc khác, lúa gạo không chứa các loại vitamin A, C hay D, nhưng có vitamin B-1, vitamin B-2, niacin, vitamin E, ít chất sắt và kẽm và nhiều chất khoáng Mg, P, K, Ca…
23
Vaccin trong gạo chống dịch tả
Những thành công của các nhóm nghiên cứu trên thế giới đã chứng tỏ việc sản xuất và đưa sản phẩm vaccine trong thực vật ra thị trường trở thành hiện thực
Nhóm nghiên cứu do giáo sư Hiroshi Kiyono thuộc khoa nghiên cứu miễn dịch, Trường đại học Tokyo đứng đầu, đã công bố việc phát triển một loại gạo có chứa vaccine chữa bệnh dịch tả đem lại hiệu quả và thành công rất to lớn
23
24
Quy trình sản xuất vaccin dịch tả ở gạo
1- Chọn đối tượng
2- Chuyển gen
3- Phân tích kết quả chuyển gen
4- Kiểm tra sự bền vững của kháng nguyên trong hạt lúa
25

1- Chọn đối tượng

Hình 1.21. Chọn giống lúa Kitaake và Hosetsu để biểu hiện gene CTB
Hai giống lúa được chọn ban đầu là Kitaake- giống lúa thường và Hosetsu giống lúa dại lùn do đột biến tự nhiên( tổng hợp gibberelin thấp, chiều cao 20cm và có chu kỳ sống ngắn chỉ 3 tháng). (hình 1.21 )
26

2- Chuyển gen

Gen CTB được chèn vào vector pGPTV-35S-HPT, và sử dụng promoter biểu hiện gen tối ưu ở nội nhũ glutelin GluB-1 (hình 1.22).
Vector được chuyển vào cây lúa nhờ vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens.
27

3- Phân tích kết quả chuyển gen

Hình 1.23. Dùng kĩ thuật PCR để xác nhận sự sát nhập gene CTB vào DNA
Dùng kỹ thuật PCR chứng minh gen CTB được chuyển thành công vào cả hai loại lúa Kitaake và Hosetsu (hình 1.23 )
+ WT: Wild-type lúa không chuyển gene
+ Tg: lúa chuyển gene CTB
28

3- Phân tích kết quả chuyển gen

Dùng phương pháp Northern blot để xác
nhận sự biểu hiện của mRNA đoạn mã CTB
trong 2 loại lúa được chuyển gen (tg) và so
sánh với loại lúa không chuyển gen( wt) (hình 1.24)
30
29

3- Phân tích kết quả chuyển gen

Dùng phương pháp Western blot với gel SDS/PAGE cho thấy nồng độ cao protein CTB được biểu hiện (12 – 15 kDa) (hình 1.25) .( Hình đầu mũi tên đỏ)
30
4. Kiểm tra sự bền vững của kháng nguyên trong hạt lúa
Nội nhũ của hạt lúa chứa 2 loại protein đặc trưng là PB-I và PB-II. Phân tích bằng kính hiển vi điện tử cho thấy CTB kết hợp với cả hai loại protein này (hình 1.26)
31
Xử lý với pepsin
Hạt gạo dược mang xử lý với pepsin, Dùng kỹ thuật Western blot cho thấy 90% glutelins (1 loại protein khác là thành phần chủ yếu trong gạo) bị tiêu hoá bởi pepsin trong khi 75% CTB trong gạo không bị ảnh hưởng bởi pepsin. Điều này chúng tỏ CTB biểu hiện trong hạt gạo bền vững với điều kiện môi trường trong dạ dày- ruột.
32
TÍNH KHẢ THI CỦA VIỆC SẢN XUẤT VACCIN TẢ Ở LÚA
Việt Nam là một đất nước nông nghiệp chủ yếu sản xuất là nông nghiệp mà cây lương thực chủ yếu là lúa đó là điều kiện rất tốt cho việc chuyển các loại gen kháng dịch tả vào trong lúa
Lượng dinh dưỡng chúng ta lấy chủ yếu là từ cơm do đó rất tiện cho việc đưa lượng vaccin vào cơ thể mọi người
33
Việc đưa vaccin vào cây lúa sẽ đem lại hiệu quả rất cao cho mọi người
Đưa ra sản xuất ở quy mở rộng được và với kĩ thuật khoa học của Việt Nam có thể làm được
Nhưng ta cần chú ý kiểm soát, kiểm tra thường xuyên để thấy được hiệu lực của vaccin...
TÍNH KHẢ THI CỦA VIỆC SẢN XUẤT VACCIN TẢ Ở LÚA
34
Ý kiến của nhóm
Chọn gen kháng nguyên đưa vào thực vật phải chọn cây trồng có năng xuất cao, là loại thực phẩm dùng phổ biến
Gen đưa vào phải phù hợp không gây ra các phản ứng chéo, gây dị ứng cho người tiêu dùng
35
Ý kiến của nhóm
Vấn đề môi trường: lo ngại về sự phát tán gen và gây nhiễm nguồn lương thực biến nạp vào lục lạp (di truyền theo dòng mẹ)
Có cách hướng dẫn dùng vaccin thực phẩm
Có quy định, luật đối với vaccin thực phẩm
36
Kết luận
Việc sản xuất các cây trồng chuyển gen nói chung và vaccine thực phẩm nói riêng đang tiến triển cần xem xét bao gồm:
+ Sự kiểm soát công nghệ sinh học
+ Sở hữu trí tuệ
+ An toàn thực phẩm
+ Sự chấp nhận của cộng đồng
+ Tính chất gây dị ứng
+ Dãn hiệu, sự chọn lựa, môi trường,
+ Sự phân biệt của các sản phẩm chuyển gen và mậu dịch quốc tế.
37
KẾT LUẬN
Mục đích cần đạt được là tối đa các lợi ích và giảm thiểu các rủi ro. Đây cũng là một phần rào cản mà phần lớn các loại vaccine thực phẩm hiện nay rất khó để mang ra sử dụng phổ biến. mặc dù vaccine thực phẩm là một lựa chọn tối ưu so với các loại vaccine cổ điển.
38
KẾT LUẬN
Việt Nam là một nước đang phát triển và là một đất nước có rất nhiều loại bệnh do đó sản xuất vaccin thực phẩm ở Việt Nam sẽ có tiềm năng lớn…
Vaccine thực phẩm là một giải pháp tối ưu, là hướng phát triển đầy triển vọng trong tương lai, mang lại lợi ích thiết thực
39
Tài liệu tham khảo
Lê Trần Bình, Cao huyền Trang (2005),”Nghiên cứu và phát triển vaccine ăn được trong thực vật”, Tạp chí công nghệ sinh học 3(2):133-142
Lê Văn Hoàng, Công nghệ nuôi cấy mô và tế bào thưc vật (2007), NXB Khoa học và kỹ thuật.
Nguyễn Hoàng Lộc(2007), Nhập môn công nghệ sinh học, Đại học Huế, tr 136-137. tr 353
http://tinkhoahoc.blogspot.com/2008/11/cy-la-bin-i-gen-to-vaccine-chng-li-giun.html
http://www.agbiotech.vn/vn/?mnu=preview&key=1554
http://www.agbiotech.vn/vn/?mnu=preview&key=2682
40
Xin chân thành cảm ơn!!!