Những đặc điểm cấu trúc nào của virus SARS-CoV-2 cho phép nó tấn công tế bào người và lây lan rất hiệu quả? Chúng tôi đã thu thập một số bằng chứng mới nổi quan trọng.
Virus corona mới, được gọi là SARS-CoV-2, đã gây ra hơn 168.000 ca nhiễm trên toàn cầu, dẫn đến bệnh COVID-19.
Trong nỗ lực tìm hiểu bản chất của loại virus rất dễ lây lan này, các nhà nghiên cứu đã đưa ra những so sánh với SARS coronavirus (SARS-CoV) – tác nhân gây ra hội chứng hô hấp cấp tính nặng, được gọi là SARS.
SARS-CoV và SARS-CoV-2 giống nhau đến 86% chuỗi 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 nhiễm hơn nhiều? Chúng tôi xem xét một số bằng chứng mới nhất giúp trả lời câu hỏi này.
Cụ thể, một vài 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 người, giải thích chung, tại sao virus có thể tấn công và lây lan dễ dàng như vậy.
Protein spike trên virus corona mới
Protein spike là những gì virus corona sử dụng để liên kết với màng tế bào của con người mà chúng lây nhiễm. Quá trình liên kết được kích hoạt bởi một số enzyme của tế bào.
Tuy nhiên, SARS-CoV-2 có cấu trúc cụ thể cho phép nó liên kết chặt chẽ hơn “ít nhất 10 lần so với protein spike tương ứng của SARS-CoV với thụ thể tế bào chủ chung của chúng”.
Một phần, điều này là do thực tế là protein spike có chứa một vị trí nhận biết và được kích hoạt bởi một enzyme gọi là furin.
Furin là một enzyme tế bào chủ trong các cơ quan khác nhau của con người, như gan, phổi và ruột non. Việc enzyme này cư trú trong tất cả các mô của con người có nghĩa là virus có khả năng tấn công một số cơ quan cùng một lúc.
Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng SARS-CoV và các chủng virus corona trong cùng một họ không có cùng vị trí kích hoạt furin.
Các nhà nghiên cứu cho biết, vị trí phân chia giống như furin của các protein spike SARS-CoV-2 có thể giải thích vòng đời của virus và khả năng gây bệnh của virus.
Giáo sư Gary Whittaker, một nhà virus học tại Đại học Cornell, Ithaca, New York, cũng đã kiểm tra protein spike của virus corona mới trong một bài báo mới, đang chờ thẩm định của đồng nghiệp.
“Vị trí kích hoạt furin thiết lập virus rất khác với SARS, về mặt xâm nhập vào các tế bào và có thể ảnh hưởng đến sự ổn định của vi-rút và do đó lây truyền”.
– Giáo sư Gary Whittaker
Các nghiên cứu khác đã tán thành ý tưởng rằng vị trí phân chia furin là thứ khiến SARS-CoV-2 truyền rất hiệu quả và nhanh chóng.
Các nhà nghiên cứu đã đưa ra sự tương đồng giữa SARS-CoV-2 và vi-rút cúm gia cầm, lưu ý rằng một loại protein có tên là haemagglutinin trong cúm tương đương với protein spike SARS-CoV-2 và các vị trí kích hoạt furin có thể khiến các virus này gây bệnh rất cao.
Tìm hiểu thêm
Thụ thể quan trọng trên tế bào người
Tuy nhiên, protein spike và vị trí kích hoạt furin không phải là toàn bộ câu chuyện: Tế bào người cũng chứa các yếu tố khiến nó dễ bị nhiễm virus corona mới.
Protein spike cần liên kết với một thụ thể trên tế bào người gọi là enzyme chuyển đổi 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 liên kết với ACE2 có ái lực cao hơn các chủng virus corona khác và đây là một phần lý do tại sao SARS-CoV-2 liên kết chặt chẽ hơn 10 lần với các tế bào chủ so với SARS-CoV.
Hướng tới các loại thuốc và vắc-xin mới
Các vấn đề ở trên rất quan trọng vì chúng gợi ý các cách khác nhau để nhắm mục tiêu và ngăn chặn virus corona mới, khi các nhà nghiên cứu gấp rút tạo ra vắc-xin và phương pháp điều trị.
Ví dụ, các chất ức chế furin có thể là một con đường trị liệu hợp lý để giải quyết SARS-CoV-2, một số chuyên gia đã gợi ý.
Nhưng vì các enzyme giống như furin là chìa khóa cho nhiều quá trình tế bào thông thường, điều quan trọng là các chất ức chế này không hoạt động có hệ thống và gây độc tính.
Cụ thể, các chất ức chế phân tử nhỏ hoặc các chất ức chế hoạt động bằng đường uống, “có thể được cung cấp bằng đường hô hấp (hít) xứng đáng được thử nghiệm nhanh chóng để đánh giá hiệu quả chống vi-rút của chúng chống lại SARS-CoV-2”, các nhà nghiên cứu đã thúc giục.
Trong khi đó, chặn 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 làm giảm nhiễm trùng với một loại virus có chứa protein spike SARS-CoV-2.
Nhiễm trùng đã giảm 90% trong nuôi cấy tế bào.
Tìm hiểu thêm
