Tại sao SARS-CoV-2 lại dễ lây như vậy?

Những hiểu biết mới về cấu trúc của virus corona mới có thể giải thích tại sao nó lây lan rất nhanh ở người.

Virus corona mới, tên chính thức là SARS-CoV-2, đã gây ra hàng trăm nghìn ca nhiễm trên toàn cầu, dẫn đến dịch bệnh Covid-19.

Trong nỗ lực tìm hiểu bản chất của loại virus rất dễ lây này, các nhà nghiên cứu đã đưa ra những so sánh với virus corona SARS (SARS-CoV) - tác nhân gây bệnh SARS (hội chứng hô hấp cấp tính nặng).

SARS-CoV và SARS-CoV-2 có chung 86% trình tự bộ gen. SARS được coi là “đại dịch đầu tiên của thế kỷ 21” vì nó lây lan nhanh chóng từ lục địa này sang lục địa khác, gây ra hơn 8.000 ca nhiễm trong 8 tháng - với tỷ lệ tử vong là 10%.

Tuy nhiên, SARS-CoV-2 đang lan truyền nhanh hơn nhiều. Năm 2003, 8.098 trường hợp SARS, với 774 trường hợp tử vong, xảy ra trong vòng 8 tháng. Ngược lại, trong vòng 2 tháng kể từ khi dịch SARS-CoV-2 bắt đầu, virus corona mới đã lây nhiễm hơn 82.000 người, khiến hơn 2.800 người tử vong.

Vậy điều gì làm cho virus corona mới dễ lây hơn nhiều? Một số bằng chứng mới nhất đã giúp trả lời câu hỏi này.

Cụ thể, một số nghiên cứu di truyền đã nghiên cứu cấu trúc kính hiển vi của virus, một protein chủ chốt trên bề mặt của nó và một thụ thể trong tế bào của người có thể giải thích tại sao virus lại dễ dàng tấn công và lây lan như vậy.

Gai protein trên virus corona mới

Gai protein là thứ mà virus corona sử dụng để bám vào màng tế bào của người bị nhiễm. Quá trình “bám” này được kích hoạt bởi một số enzym của tế bào.

Tuy nhiên, SARS-CoV-2 có cấu trúc đặc biệt cho phép nó bám chặt hơn ít nhất 10 lần so với gai protein tương ứng của SARS-CoV với thụ thể tế bào chủ chung của chúng.

Một phần, điều này là do gai protein có chứa một vị trí nhận diện và được hoạt hóa bởi một enzym gọi là furin.

Furin là một enzym tế bào chủ có trong nhiều cơ quan khác nhau của người, như gan, phổi và ruột non. Việc enzym này có mặt trong tất cả các mô của con người đồng nghĩa với việc virus có thể tấn công nhiều cơ quan cùng một lúc.

Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng SARS-CoV và các virus corona cùng họ không có cùng vị trí hoạt hóa furin.

Các nhà nghiên cứu cho biết, “điểm phân cắt kiểu furin” mới được phát hiện ở gai protein của SARS-CoV-2 có thể giải thích cho vòng đời và khả năng gây bệnh của virus.

Giáo sư Gary Whittaker, một nhà virus học tại Đại học Cornell, Ithaca, New York, cũng đã nghiên cứu về gai protein của virus coronavirus mới trong một bài báo.

“Điểm hoạt hóa furin khiến virus rất khác với SARS, về đường xâm nhập vào tế bào, có thể ảnh hưởng đến tính ổn định và do đó là khả năng lây truyền của virus”, GS Whittaker nói

Các nghiên cứu khác đã tán thành ý tưởng rằng điểm phân cắt furin là thứ khiến SARS-CoV-2 lây truyền mạnh và nhanh chóng.

Các nhà nghiên cứu đã rút ra sự tương đồng giữa SARS-CoV-2 và virus cúm gia cầm, lưu ý rằng một protein có tên là haemagglutinin trong cúm tương đương với gai protein của SARS-CoV-2 và các điểm hoạt hóa furin có thể khiến các virus này có tính gây bệnh cao như vậy.

Thụ thể quan trọng trên tế bào người

Tuy nhiên, gai protein và điểm hoạt hóa furin không phải là toàn bộ câu chuyện: Tế bào người cũng chứa các yếu tố khiến nó dễ bị nhiễm virus corona mới.

Gai protein cần bám vào một thụ thể trên tế bào người, gọi là enzym chuyển angiotensin 2 (ACE2). Nghiên cứu đã chỉ ra rằng ACE2 cho phép SARS-CoV-2 lây nhiễm vào tế bào người.

Hơn nữa, SARS-CoV-2 gắn vào ACE2 với ái lực cao hơn các virus corona khác và đây là một phần lý do tại sao SARS-CoV-2 bám chắc vào tế bào chủ hơn gấp 10 lần SARS-CoV.

Hướng tới các thuốc và vắc-xin mới

Những nghiên cứu ở trên rất quan trọng vì chúng gợi ý các con đường khác nhau để nhắm vào và ngăn chặn virus corona mới, trong khi các nhà nghiên cứu đang gấp rút chế tạo vắc-xin và thuốc điều trị.

Ví dụ, các chất ức chế furin có thể là một hướng điều trị hợp lý để đối phó với SARS-CoV-2, một số chuyên gia đã gợi ý.

Nhưng vì các enzym kiểu furin là chìa khóa cho nhiều quá trình tế bào thông thường, nên điều quan trọng là các chất ức chế này phải không có tác dụng toàn thân và không gây độc.

Cụ thể, các chất ức chế phân tử nhỏ hoặc các chất ức chế hoạt động đường uống, có thể dùng qua đường hô hấp [hít] xứng đáng được thử nghiệm nhanh chóng để đánh giá hiệu quả của chúng chống lại SARS-CoV-2”, các nhà nghiên cứu thúc giục.

Trong khi đó, phong bế thụ thể ACE2 có thể là một giải pháp khả thi khác. Làm như vậy có thể ngăn chặn virus corona xâm nhập vào các tế bào.

Trên thực tế, một nghiên cứu mới đã chỉ ra rằng sử dụng kháng thể từ bốn con chuột đã được chủng ngừa SARS-CoV đã làm giảm nhiễm trùng với một loại virus thí nghiệm có chứa gai protein của SARS-CoV-2.

Nhiễm trùng đã giảm 90% trên tế bào nuôi cấy.