Chúng ta đã biết, cơ thể con người có rất nhiều hàng rào phòng vệ để ngăn chặn mầm bệnh thâm nhập và lây truyền chúng ta. Đơn giản nhất là da, các lớp chất nhầy bên trong đường hô hấp, hệ thống miễn dịch bao gồm miễn nhiễm bẩm sinh như interferon và đáp ứng miễn nhiễm với tế bào T.
Nhưng bằng một cơ may cực kỳ hiếm có, SARS-CoV-2 đã có thể vượt qua quơ các lớp phòng ngự này để lây truyền con người, khởi đầu một đại dịch trước hết trong thập kỷ: COVID-19. Các nhà khoa học hiện đã tìm thấy những protein trong tế bào người tiếp tay cho chúng, những điểm yếu của cơ thể chúng ta mà virus SARS-CoV-2 đã vỡ hoang.
Xác định được các protein này có tức là các nhà khoa học sẽ biết đâu là đích mà COVID-19 đang nhắm vào, để tìm ra một loại thuốc hoặc vắc-xin hiệu quả chống lại căn bệnh.
Điểm yếu ACE2 và TMPRSS2
Trong đại dịch SARS năm 2003, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra virus SARS-CoV khai thác hai điểm yếu của các tế bào người để thâm nhập vào bên trong chúng ta. Một là protein enzyme chuyển đổi angiotensin 2 (ACE2), giúp virus gắn được mình của nó vào màng tế bào. Hai là protein enzyme protease xuyên màng loại II (TMPRSS2), làm trung gian cho sự lây truyền.
Đầu năm nay, các nhà khoa học đã phát hiện SARS-CoV-2 vỡ hoang 2 loại protein hao hao, cung cấp cho các nhà nghiên cứu một làm mối quan yếu để xác định mục tiêu mẫn cảm nhất của virus ở cấp độ tế bào. Khi lọt vào bên trong thân thể, SARS-CoV-2 sẽ tiến công đường hô hấp và mô ruột trước hết, bởi các tế bào ở đây bộc lộ cả ACE2 và TMPRSS2.
"Ngay khi chúng tôi nhận ra vai trò của các protein này đã được xác nhận về mặt sinh hóa, chúng tôi bắt đầu tìm xem các gen đó nằm ở đâu trong bộ dữ liệu ngày nay của chúng tôi
", Jose Ordovas-Montanes, nhà nghiên cứu miễn nhiễm tại Bệnh viện nhi Boston cho biết.
"
Chúng tôi đã đi được đến một vị trí tốt để bắt đầu điều tra tế bào nào đang lọt vào tầm ngắm của virus".
Để làm được điều này, các nhà khoa học đã phải tập kết một nhóm hàng chục người để đồng bộ hóa các dữ liệu giải lớp lang RNA của mình với nhau, tổng hợp thông báo cho hàng ngàn loại tế bào có trong thân người, linh trưởng và chuột.
Họ đã quãng các mẫu tả gen cho hàng trăm loại tế bào trong phổi, đường hô hấp và đường ruột - những khu vực của cơ thể là nơi trú ngụ của virus SARS-CoV-2.
"Từ kho thông tin đáng kinh ngạc này, chúng tôi đã có thể bắt đầu xem xét các tế bào nào có thể trở nên mục tiêu lây nhiễm
", nhà hóa lý Alex Shalek tại MIT nói. Công việc chung cục đã thu hẹp xuống chỉ còn một số ít các tế bào đường hô hấp và đường ruột của con người, trong đó các nhà khoa học tìm thấy các gen miêu tả cả 2 enzyme ACE2 và TMPRSS2.
Ba loại tế bào SARS-CoV-2 sẽ tấn công
Có 3 loại tế bào chính trong cơ thể chúng ta đang trở nên mục tiêu tấn công của SARS-CoV-2 bao gồm: các tế bào phổi pneumocytes loại II (giúp duy trì phế nang); tế bào ruột enterocytes, giúp thân tiếp thu chất dinh dưỡng; và các tế bào hình đài (goblet) trong đường mũi, có chức năng tiết chất nhầy.
thường ngày, logic để virus SARS-CoV-2 tấn công vào một tế bào, đó là nó phải miêu tả cả 2 enzyme ACE2 và TMPRSS2. Tuy nhiên, các nhà khoa học đang muốn điều tra thêm xem, liệu một tế bào chỉ thể hiện ACE2 nhưng có TMPRSS2 hòa tan trôi nổi nóng quanh có thể bị SARS-CoV-2 tiến công hay không?
Việc tìm ra được các mục tiêu của virus xuống tới độ phân giải tế bào như thế này sẽ giúp ích rất nhiều cho các công việc trong ngày mai, chả hạn phát triển một loại thuốc đặc trị hoặc vắc-xin buồng COVID-19 hiệu quả.
Ba loại tế bào đích của SARS-CoV-2 mà chúng ta xác định bây chừ có thể chưa phải 3 loại tế bào duy nhất mà virus nhắm đến, Ordovas-Montanes giảng giải. Tuy nhiên, vững chắc đó là cái nhìn cận cảnh nhất mà chúng ta đang có được tại thời điểm này.
"
Nó chắc chắn đã vẽ nên một bức tranh chính xác hơn nhiều so với vị trí chúng ta đứng trong lĩnh vực này trước đây"
, Ordovas-Montanes nói. "
hiện nay chúng tôi có thể tương đối tự tín khi nói rằng các thụ thể này được diễn tả trên các tế bào cụ thể này trong các mô này".
Kẻ phản loạn: Interferon
Trong số các kết quả mới, nhóm nghiên cứu cũng có một phát hiện khó hiểu. Đó là một họ protein miễn nhiễm gọi là interferon, một hàng phòng ngự của thân thông thường sẽ giúp chúng ta chống lại mầm bệnh, nhưng bây chừ, hóa ra interferon lại đang kích thích gen ACE2 tạo ra protein ACE2 để hỗ trợ virus SARS-CoV-2 thâm nhập.
Interferon là một nhóm các protein tự nhiên được sản xuất bởi các tế bào của hệ miễn dịch ở hồ hết các động vật, nhằm chống lại các tác nhân ngoại lai như virus, vi khuẩn, ký sinh trùng thậm chí cả tế bào ung thư.
Thông thường, sau khi một tế bào nhiễm virus, nó sẽ sản sinh ra interferon. Các protein này chạy sang các tế bào gần đó, báo tin cho chúng biết là cơ thể đang phải ứng phó với một mầm bệnh, hãy sẵn sàng.
Một mặt, interferon giúp chặn sự lây lan của virus vào các tế bào mới từ bên ngoài. Hoặc nó sẽ xâm nhập tế bào mới trước khi virus thâm nhập, để ức chế, kìm hãm sự tổng hợp mARN của virus, không cho chúng sinh sôi phát triển.
Đối với các tế bào đã nhiễm virus nặng, interferon ra lệnh cho nó tự vẫn để không bị virus chiếm dụng làm nơi tổng hợp thêm nhiều virus mới. Ngoài ra, interferon cũng kích hoạt các tế bào miễn dịch để truy quét virus trôi nổi trong thân.
Đó là cách mà interferon bảo vệ chúng ta. Tuy nhiên, đối với SARS-CoV-2, các nhà khoa học lại thấy protein này đi báo cho các tế bào cạnh nó sản xuất thêm thụ thể ACE2 để chào đón virus vào bên trong mình. Nó giống như một kẻ phản loạn đã vào thành và đề nghị lính gác mở cổng đón giặc.
vì sao điều đó lại xảy ra, các nhà khoa học vẫn chưa biết. Nhưng nó chừng như đang khiến chúng ta phải nghĩ suy thêm về một khả năng, SARS-CoV-2 không chỉ vượt qua được các hàng rào phòng thủ thường nhật của chúng ta, mà một trong số các hàng rào phòng vệ này lại đang trở nên nội gián cho chúng.
Đó có thể là một sự tiến hóa "
dấm dúi
" của virus, vượt qua những hiểu biết trước đây của con người về bệnh học và miễn nhiễm. "
SARS-CoV-2 không phải là ví dụ độc nhất cho điều đó"
, Ordovas-Montanes giải thích.
"Có những ví dụ khác về virus corona và các họ virus khác đích thực nhắm đích vào các gen kích thích bởi interferon, như là một cách thâm nhập tế bào. Theo cách nào đó, interferon là phản ứng đáng tin tưởng nhất của vật chủ [nhưng lại đang phản bội lại chúng ta]".
Nghiên cứu mới được đăng trên tùng san Cell.
Tham khảo Sciencealert
