Tại sao coronavirus lan nhanh dễ dàng giữa người với người?

Các nhà nghiên cứu nhận ra các đặc điểm cực nhỏ có thể giúp cho mầm bệnh này dễ lây nhiễm hơn với virus SARS – và bảo vệ khi có thuốc nhắm đích.

Khi số lượng người bị nhiễm coronavirus lên tới 100.000 người trên khắp thế giới, các nhà nghiên cứu chạy đua để hiểu điều gì khiến cho nó lây lan nhanh một cách dễ dàng như vậy.

Một số lượng lớn phân tích cấu trúc và di truyền đã nhận ra một đặc điểm quan trọng của virus này  – một protein trên bề mặt của chúng – có thể giải thích tại sao nó lây nhiễm trên các tế bào người một cách nhanh chóng.

Các nhóm nghiên cứu đang điều tra con đường mà coronavirus xâm nhập vào các mô của người – một thụ thể trên các màng tế bào. Cả thụ thể tế bào và protein của virus có thể là đích đến tiềm năng cho thuốc ngăn mầm bệnh phát triển, nhưng theo các nhà nghiên cứu, còn quá sớm để đảm bảo được điều đó.

“Hiểu về việc truyền lây của virus là điều chính yếu để có thể ngăn chặn nó cũng như phòng ngừa trong tương lai”, David Veesler, một chuyên gia virus học cấu trúc tại trường đại học Washington ở Seattle, người đăng phát hiện của nhóm nghiên cứu do mình dẫn dắt về protein của virus này lên trang bioRxiv nói.

Chủng virus mới này lây lan nhanh hơn nhiều so với những loài khác cùng gây ra dịch viêm phổi cấp như SARS (cùng họ hàng Corona), và lây nhiễm cho số người lớn gấn 10 lần SARS.

Kẻ xâm nhập lợi hại

Để lây nhiễm cho một tế bào, corona virus sử dụng một protein “sắc nhọn” liên kết với màng tế bào đó, một quá trình được các enzyme cụ thể của tế bào kích hoạt. Phân tích hệ gene của coronavirus mới cho thấy, protein lợi hại của virus hoàn toàn khác biệt với những virus cùng họ, và trên protein có một vị trí được enzyme của tế bào vật chủ kích hoạt – gọi là furin.

Đây là một thông tin đầy ý nghĩa bởi furin được tìm thấy trong rất nhiều mô người, bao gồm phổi, gan và ruột non, nghĩa là virus này có tiềm năng tấn công nhiều nội quan cơ thể người, Li Hua, một nhà sinh học cấu trúc tại trường đại học KH&CN Hoa Trung ở Vũ Hán, Trung Quốc cho biết. Phát hiện này có thể giải thích một số triệu chứng được quan sát ở người nhiễm virus, như làm suy gan, Li nhận xét. Ông là đồng tác giả một phân tích di truyền của coronavirus được đưa lên trang ChinaXiv vào ngày 23/2/2020.

SARS và các corona virus khác không có các điểm kích hoạt furin. Vị trí kích hoạt furin “tạo cho virus này sự khác biệt hoàn toàn với SARS ở cách nó xâm nhập các tế bào, và có thể dẫn đến những ảnh hưởng bền vững của virus và sự lây nhiễm của nó”, Gary Whittaker, một nhà virus học tại trường đại học Cornell ở Ithaca, New York, nói. Nhóm nghiên cứu của ông đã xuất bản một phân tích cấu trúc protein tấn công của coronavirus trên bioRxiv vào ngày 18/2/2020.

Nhiều nhóm nghiên cứu khác đã nhận diện được điểm kích hoạt như tăng cường khả năng của virus để lây lan giữa người với người. Họ lưu ý các điểm này đã được tìm thấy ở nhiều virus khác cũng dễ dàng lây lan theo cách như vậy. Nhưng trên các virus cúm khác, điểm kích hoạt được tìm thấy trên một protein gọi là haemagglutinin, không phải trên protein đặc biệt này.

Cần thận trọng

Nhưng một số nhà khoa học cảnh báo về việc phóng đại vai trò của vị trí kích hoạt khiến coronavirus có khả năng lây lan một cách dễ dàng này. “Chúng tôi không biết liệu điều này sẽ là một vấn đề lớn hay không,” Jason McLellan, một nhà sinh học cấu trúc tại trường đại học Texas at Austin nói. Ông là đồng tác giả một phân tích cấu trúc khác của coronavirus, mới xuất bản trên Science vào ngày 20/2/2020.

Các nhà khoa học khác thận trọng trong so sánh các điểm kích hoạt furin trên virus cúm với những con coronavirus mới. Protein haemagglutinin trên bề mặt của virus cúm không giống hay liên quan đến protein “tấn công” của coronaviruse, Peter White, một nhà virus học tại trường đại học New South Wales ở Sydney, Australia, nhận xét.

Và virus cúm là nguyên nhân dẫn đến bệnh dịch chết chóc lớn bậc nhất lịch sử loài người, cúm Tây Ban Nha năm 1918, thậm chí còn không có điểm kích hoạt furin, theo Lijun Rong, một nhà virus học  tại trường đại học Illinois ở Chicago.

Whittaker nói rất cần tiến hành các nghiên cứu trên tế bào hoặc các mô hình động vật để kiểm nghiệm chức năng của điểm kích hoạt. “Không thể dự đoán trước về coronavirus này được và các giả thiết tốt có khi lại thành sai,” ông nói. Nhóm nghiên cứu của ông đang kiểm nghiệm cách loại bỏ hoặc biến đổi vị trí ảnh hưởng đến chức năng của protein “tấn công”.

Thuốc nhắm đích

Nhóm nghiên cứu của Li đang tìm kiếm các phân tử có thể loại bỏ được furin, vốn có thể được coi như các liệu pháp điều trị tiềm năng. Nhưng tiến trình nghiên cứu của họ rất chậm chạp bởi chính dịch bệnh. Li sống ở trong trường và hiện chỉ có thành viên của nhóm mới có thể vào được phòng thí nghiệm của ông.

Nhóm nghiên cứu của McLellan ở Texas cũng đã nhận diện được đặc điểm khác thể giúp giải thích tại sao coronavirus mới lây nhiễm cho các tế bào người nhanh đến vậy. Các thí nghiệm của họ chứng tỏ protein “tấn công” của virus liên kết với một thụ thể trên các tế bào người, vẫn được gọi là enzyme chuyển đổi angiotensin 2 (ACE2) – liên kết chặt, ít nhất gấp 10 lần so với protein “tấn công” trên virus SARS. Nhóm nghiên cứu của Veesler đã tìm thấy điều này, và có thể nó cho thấy thụ thể đó là đích tiềm năng khác cho các loại vaccine hoặc các liệu pháp điều trị, ví dụ một loại thuốc có khả năng ngăn chặn thụ thể này, từ đó có thể khiến coronavirus khó xâm nhập các tế bào hơn.

Anh Vũ dịch

Nguồn: https://www.nature.com/articles/d41586-020-00660-x