Đột phá trong tìm hiểu công cụ lây nhiễm của virus corona

Hiểu rõ cấu trúc của nó sẽ giúp đẩy nhanh quá trình tạo vaccine dựa trên nguyên lý ngăn chặn virus xâm nhập tế bào, ngăn lây nhiễm. Nghiên cứu được công bố trên tạp chí khoa học Livescience ngày 19/2.

Các nghiên cứu trước đây đã cho thấy virus corona xâm chiếm tế bào thông qua các protein gai nhú. Nhưng các protein này có hình dạng khác nhau trong các loại virus corona khác nhau. Tìm ra hình dạng của protein trong SARS-CoV-2 (tên chính thức của virus corona chủng mới) là chìa khóa để nghiên cứu vaccine chống lại virus, Jason McLellan, tác giả chính của nghiên cứu và là Giáo sư Sinh học phân tử tại Đại học Texas ở Austin cho biết.

Mặc dù virus corona sử dụng nhiều protein khác nhau để tái tạo và xâm chiếm tế bào, protein gai nhú là công cụ 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.

Bản đồ 3D cấu trúc phân tử của gai nhú mà SARS-2-CoV  sử dụng để xâm chiếm tế bào người. Ảnh: Jacson McLelan/Đại học Texas

Sau khi gai nhú 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.

"Nếu bạn có thể ngăn chặn sự gắn và kết hợp, bạn có thể sẽ ngăn chặn sự xâm nhập. Nhưng để ngăn chặn được, trước tiên bạn cần phải biết hình dạng của nó trông như thế nào", ông Jason McLellan nói.

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 Y tế Quốc gia Mỹ (NIH), đã xác định được các gen cụ thể mã hóa cho protein gai nhú. Sau đó, nhóm của ông đã tiêm các gene đó vào các tế bào động vật có vú trong đĩa thí nghiệm và các tế bào này tạo ra các gai.

Tiếp theo, bằng cách sử dụng kính hiển vi điện tử nghiệm lạnh, nhóm đã tạo ra một bản đồ 3D cấu trúc của gai nhú. Mô hình 3D thể hiện chi tiết 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 có thể tạo ra cấu trúc ba chiều nhanh như vậy. Đây là một bước tiến rất quan trọng và có thể giúp phát triển vaccine chống lại Covid-19", Aubree Gordon, Phó giáo sư dịch tễ học tại Đại học Michigan (Mỹ), người không tham gia nghiên cứu nhận xét.

Stephen Morse, giáo sư nghiên cứu tại Trường Y tế Công cộng Mailman (Mỹ), đánh giá nghiên cứu vừa xong về protein gai nhú "sẽ là điểm tích cực cho sự phát triển nhanh chóng của kháng nguyên vaccine và phương pháp điều trị. Biết được cấu trúc này sẽ rất hữu ích trong việc phát triển vắc xin và kháng thể chống lại virus corona vì sẽ tạo ra số lượng lớn các protein này." 

"Về lý thuyết, protein gai nhú có thể là vaccine hoặc biến thể của vaccine. Khi bạn tiêm vaccine dựa trên gai này vào cơ thể sẽ tạo ra kháng thể chống lại sự tăng đột biến"- Ông McLellan nói.

Tuy nhiên, ông McLellan cũng cho rằng sẽ mất 18 đến 24 tháng để vaccine có thể sẵn sàng sử dụng. "Đó vẫn còn khá nhanh so với sự phát triển vaccine thông thường, vốn có thể mất đến 10 năm". Ông nói thêm