Các nhà nghiên cứu trên toàn thế giới đang chạy đua để phát triển vắc-xin và thuốc tiềm năng để chống lại coronavirus mới, được gọi là SARS-Cov-2. Theo một phát hiện mới, một nhóm các nhà nghiên cứu đã tìm ra cấu trúc phân tử của một loại protein chủ chốt mà coronavirus sử dụng để xâm chiếm tế bào người, có khả năng mở ra cơ hội phát triển vắc-xin.
Nghiên cứu trước đây đã tiết lộ rằng coronavirus xâm chiếm các tế bào thông qua cái gọi là protein "tăng đột biến", nhưng những protein này có hình dạng khác nhau trong các coronavirus khác nhau. Tìm ra hình dạng của protein tăng đột biến trong SARS-Cov-2 là chìa khóa để tìm ra cách nhắm mục tiêu vào virus, Jason McLellan, tác giả chính của nghiên cứu và là giáo sư khoa học sinh học phân tử tại Đại học Texas ở Austin cho biết.
Tất cả về COVID-19
-Xem cập nhật trực tiếp về coronavirus mới
-COVID-19 gây chết người như thế nào?
-Làm thế nào để coronavirus mới so sánh với cúm?
-Tại sao trẻ em 'mất tích' từ dịch coronavirus?
Mặc dù coronavirus sử dụng nhiều protein khác nhau để tái tạo và xâm chiếm tế bào, protein tăng đột biến là protein bề mặt chính mà nó sử dụng để liên kết với một thụ thể - một loại protein khác hoạt động như một ô cửa vào tế bào người. Sau khi protein tăng đột biến liên kết với thụ thể tế bào người, màng virus kết hợp với màng tế bào người, cho phép bộ gen của virus xâm nhập vào tế bào người và bắt đầu lây nhiễm. Vì vậy, "nếu bạn có thể ngăn chặn sự gắn kết và hợp nhất, bạn sẽ ngăn chặn sự xâm nhập", McLellan nói với Live Science. Nhưng để nhắm mục tiêu protein này, bạn cần phải biết nó trông như thế nào.
Đầu tháng này, các nhà nghiên cứu đã công bố bộ gen của SARS-Cov-2. Sử dụng bộ gen đó, McLellan và nhóm của ông, phối hợp với Viện Sức khỏe Quốc gia (NIH), đã xác định được các gen cụ thể mã hóa cho protein tăng đột biến. Sau đó, họ đã gửi thông tin gen đó đến một công ty tạo ra các gen và gửi chúng trở lại. Sau đó, nhóm này đã tiêm các gen đó vào các tế bào động vật có vú trong đĩa thí nghiệm và các tế bào này tạo ra các protein tăng đột biến.
Tiếp theo, bằng cách sử dụng một kỹ thuật kính hiển vi rất chi tiết được gọi là kính hiển vi điện tử đông lạnh, nhóm đã tạo ra một "bản đồ" 3D hoặc "bản thiết kế" của các protein tăng đột biến. Bản kế hoạch chi tiết tiết lộ cấu trúc của phân tử, ánh xạ vị trí của từng nguyên tử của nó trong không gian.
"Thật ấn tượng khi các nhà nghiên cứu này có thể có được cấu trúc nhanh như vậy", Aubree Gordon, phó giáo sư dịch tễ học tại Đại học Michigan, người không tham gia nghiên cứu cho biết. "Đây là một bước tiến rất quan trọng và có thể giúp phát triển vắc-xin chống lại SARS-COV-2."
Stephen Morse, giáo sư tại Trường Y tế Công cộng Mailman, người cũng không phải là một phần của nghiên cứu đồng ý. Protein tăng đột biến "sẽ là sự lựa chọn có khả năng cho sự phát triển nhanh chóng của kháng nguyên vắc-xin" và phương pháp điều trị, ông nói với Live Science trong một email. Biết cấu trúc này sẽ "rất hữu ích trong việc phát triển vắc-xin và kháng thể có hoạt động tốt", vì sẽ tạo ra số lượng lớn các protein này, ông nói thêm.
Nhóm nghiên cứu đang gửi các "tọa độ" nguyên tử này đến hàng chục nhóm nghiên cứu trên khắp thế giới đang làm việc để phát triển vắc-xin và thuốc để nhắm mục tiêu SARS-CoV-2. Trong khi đó, McLellan và nhóm của ông hy vọng sẽ sử dụng bản đồ protein tăng đột biến làm cơ sở cho một loại vắc-xin.
Khi những kẻ xâm lược nước ngoài, chẳng hạn như vi khuẩn hoặc virus, xâm chiếm cơ thể, các tế bào miễn dịch chống lại bằng cách sản xuất protein gọi là kháng thể. Những kháng thể này liên kết với các cấu trúc cụ thể trên kẻ xâm lược nước ngoài, được gọi là kháng nguyên. Nhưng sản xuất kháng thể có thể mất thời gian. Vắc-xin là kháng nguyên đã chết hoặc suy yếu, huấn luyện hệ thống miễn dịch để tạo ra các kháng thể này trước khi cơ thể tiếp xúc với vi-rút.
Về lý thuyết, protein tăng đột biến "có thể là vắc-xin hoặc biến thể của vắc-xin", ông McLellan nói. Khi bạn tiêm vắc-xin dựa trên protein tăng đột biến này, "con người sẽ tạo ra kháng thể chống lại sự tăng đột biến, và sau đó nếu họ đã từng tiếp xúc với virus sống", cơ thể sẽ được chuẩn bị. Dựa trên nghiên cứu trước đây họ đã làm trên các coronavirus khác, các nhà nghiên cứu đã đưa ra các đột biến hoặc thay đổi để tạo ra một phân tử ổn định hơn.
Thật vậy, "phân tử trông thực sự tốt, nó hoạt động rất tốt; loại cấu trúc chứng tỏ rằng phân tử này ổn định trong xác nhận chính xác mà chúng tôi hy vọng", McLellan nói. "Vì vậy, bây giờ chúng tôi và những người khác sẽ sử dụng phân tử mà chúng tôi tạo ra làm cơ sở cho kháng nguyên vắc-xin." Các đồng nghiệp của họ tại NIH hiện sẽ tiêm các protein tăng đột biến này vào động vật để xem các protein kích hoạt sản xuất kháng thể tốt như thế nào.
Tuy nhiên, McLellan nghĩ rằng một loại vắc-xin có khả năng cách đây khoảng 18 đến 24 tháng. Đó là "vẫn còn khá nhanh so với sự phát triển vắc-xin thông thường, có thể mất đến 10 năm," ông nói.
Những phát hiện được công bố ngày hôm nay (19 tháng 2) trên tạp chí Science.
