Phát hiện mới về bước tiến hóa đáng quan ngại của nCoV

Các chuyên gia tại Đại học Colorado Ancschutz Medical Campus, Mỹ, phát hiện virus đã phát triển theo cách có thể vượt qua phản ứng miễn dịch bẩm sinh của chính cơ thể con người. Điều này là vấn đề đáng lo ngại nhưng cũng mở ra con đường đầy tiềm năng về những liệu pháp tốt hơn nhằm chống lại Covid-19.

Các tác giả nhấn mạnh sự cần thiết của việc điều tra về nCoV. Hiện nay, đây là chủng virus RNA có bộ gene lớn nhất từng được biết đến.

Với nhiều nhà nghiên cứu, việc kiểm tra đột biến trong protein gai và cách virus né tránh được vaccine, phản ứng kháng thể là điều vẫn rất quan trọng nhằm tìm hiểu diễn biến của đại dịch.

Trong nghiên cứu mới được báo cáo vào tháng 3 tại Hội nghị về Retrovirus và các bệnh nhiễm trùng cơ hội, nhóm chuyên gia của Đại học Colorado Ancschutz Medical Campus, phát hiện nhiều điều bất ngờ về các biến chủng nCoV và khả năng né tránh miễn dịch bẩm sinh của chúng.

Tháng 12/2019, thế giới lần đầu xác định nCoV ở Vũ Hán, Trung Quốc. Ngay từ thời điểm đó, các phòng thí nghiệm của TS Mario Santiago, tiến sĩ Eric Poeschla, giảng viên khoa Truyền nhiễm, Đại học Y Colorado, Mỹ, đã theo dõi cách các virus gốc và các biến thể phản ứng với các interferon.

Tế bào sản sinh ra interferon khi chúng phát hiện kẻ xâm nhập. Interferon ra lệnh cho các tế bào bị nhiễm bệnh phải tăng cường khả năng phòng thủ bằng cách giữ virus bị mắc kẹt trong các ống nội tạng. Interferon cũng phát tín hiệu cảnh báo đến các tế bào lân cận chưa bị nhiễm bệnh để chúng thực hiện nhiệm vụ tương tự.

Nghiên cứu mới phát hiện nCoV đang học cách tiến hóa để đánh bại hệ miễn dịch bẩm sinh của con người. Ảnh: Nature.

Các biến chủng nCoV trước đây có thể tránh hoặc vô hiệu hóa nhiều tác dụng của interferon. Một số nghiên cứu cho rằng Omicron đã mất đi nhiều lợi thế như vậy. Song, cũng không ít thí nghiệm cho thấy nó được trang bị tốt hơn để chống lại tác động của interferon.

Nghiên cứu từ nhóm chuyên gia Mỹ đã so sánh cách 17 interferon khác nhau ở người ức chế virus gốc so với 5 biến chủng đáng quan ngại (Alpha, Beta, Delta, Gamma và Omicron). Dữ liệu của họ tiết lộ tất cả 5 biến chủng đều có khả năng chống lại các interferon kháng virus cao hơn so với chủng gốc ở Vũ Hán.

Để tìm hiểu xem virus có thích nghi với interferon của con người hay không, nhóm nghiên cứu đã thu thập các chủng SARS-CoV-2 gốc trong mẫu bệnh phẩm từ tháng 1/2020 và đại diện của 5 biến chủng đáng quan tâm. Các mẫu nhiễm biến chủng đáng quan ngại được phân lập trong những đợt lây nhiễm liên tiếp từ tháng 11/2020 đến 11/2021.

Các nhà nghiên cứu nhận thấy hệ miễn dịch cần nhiều interferon hơn để ức chế 5 biến chủng đáng quan ngại so với chủng gốc. Ví dụ, khả năng ngăn chặn biến chủng Alpha của các interferon thấp hơn 100 lần so với virus chủng gốc.

Điều này khiến TS Santiago đặc biệt quan ngại. Ông bày tỏ: “Nó cho thấy việc né tránh khả năng miễn dịch bẩm sinh có thể là động lực cho sự tiến hóa của SARS-CoV-2. Mối quan tâm chính của chúng tôi là một biến chủng gây chết người nhiều hơn có thể xuất hiện khi virus học được cách mới để đánh bại khả năng miễn dịch của con người”.

Vị chuyên gia này cũng nhấn mạnh những dữ liệu hiện có cho thấy khả năng lấn át hệ miễn dịch bẩm sinh có thể là động cơ tiến hóa chính của SARS-CoV-2.

TS Kejun Guo, một trong những tác giả chính của nghiên cứu, đang phân tích virus sống trong Phòng thí nghiệm An toàn Sinh học cấp 3, Đại học Colorado Ancschutz Medical Campus, Mỹ. Ảnh: Cuanschutz Edu.

TS Poeschla là chuyên gia về lây truyền virus giữa các loài. Ông cho rằng điều quan trọng nhất lúc này với nCoV đó là “hiểu loại virus này thích nghi với hệ miễn dịch bẩm sinh của con người ra sao”, bởi nó vẫn đang tìm cách thích nghi với chúng ta.

Bằng chứng mạnh mẽ nhất cho thấy nCoV đã lây từ dơi sang người, có thể thông qua động vật có vú trung gian như mèo rừng, chó hoặc cầy hương. Sau đó, nó gây bệnh cho người đầu tiên ở Trung Quốc vào cuối năm 2019.

“Công trình này xác định được một điều mà chúng ta ít quan tâm. Đó là nó đang thích nghi để kháng lại các interferon, đặc biệt khi bạn so sánh với những chủng nCoV đầu tiên được tìm thấy ở miền nam Trung Quốc”, TS Poeschla nói thêm.

TS James Morrison, thành viên nghiên cứu tại phòng thí nghiệm của TS Poeschla, cho biết nguồn gốc của virus - có thể từ những con dơi ở đâu đó tại Đông Nam Á. Điều này càng khiến nó có nhiều bí ẩn hơn.

Tiến sĩ James Morrison xem xét kỹ và phân tích virus qua kính hiển vi. Ảnh: Cuanschutz Edu.

“Đó là khoảng cách lớn về mặt di truyền, để chuyển đổi vật chủ từ một loài động vật có vú không phải linh trưởng khác và có thể truyền từ người này sang người khác. Khi virus làm được điều đó, chúng phải tạo ra những thay đổi đáng kể và thường có ít sự thích nghi hơn khi chuyển sang người từ loài tinh tinh - vốn giống về mặt di truyền”, TS Morrison nói thêm.

Sau lần chuyển đổi đó, nCoV vẫn đang khám phá “không gian đột biến” tiềm năng. Cho đến nay, loại virus này đã gây bất ngờ về tính chất tổng quát. Nó có thể lây nhiễm cho lượng lớn các loài động vật có vú khác nhau - chẳng hạn chồn sương, hươu, nai và động vật gặm nhấm. Đây vốn là điều không bình thường với virus.

Vì vậy, TS Morrison cho rằng thật khó để dự đoán virus này sẽ còn thay đổi đến mức nào và liệu nó có trở nên nguy hiểm hơn hay ít lây lan hơn. “Vẫn chưa rõ điều gì sẽ xảy ra với các biến chủng mới có thể xuất hiện”, ông nói.

Tác động của nCoV khi chống lại tuyến phòng thủ đầu tiên của con người là rất lớn. Theo TS Poeschla: “Hệ miễn dịch bẩm sinh sẽ được kích hoạt khoảng vài phút hoặc vài giờ sau khi cơ thể nhiễm virus bởi các interferon và gene kháng virus cần thời gian để ‘bật’ lên”.

Trong khi đó, TS Santiado, ở các thí nghiệm, khi các nhà khoa học vô hiệu hóa các interferon ở chuột hoặc khỉ, cơ thể vật thí nghiệm sẽ trở nên yếu hơn trước sự tấn công của mầm bệnh và có tải lượng virus cao hơn. Điều tương tự sẽ xảy ra khi hệ miễn dịch bẩm sinh của con người có khuyết điểm. Con người có xu hướng dễ mắc bệnh hơn và tải lượng virus cũng cao hơn.

Điều này đồng nghĩa nếu các biến chủng né hệ miễn dịch bẩm sinh tốt hơn, nó có xu hướng sao chép bên trong tế bào ngay từ những giây đầu tiên nCoV xâm nhập cũng cao hơn. Từ đó, chúng tác động tới khả năng lây lan và diễn biến của bệnh.

Các chuyên gia cho rằng nếu có thể hạn chế sớm quá trình sao chép virus dựa trên hệ thống interferon, khả năng bị bệnh sẽ nhẹ hơn. “Lý do khiến nhiều người mắc Covid-19 tử vong là các đợt nhân lên của virus, gây viêm quá mức và dẫn tới viêm phổi nặng. Vì vậy, việc hiểu các biến chủng né tránh hệ phòng thủ tiền tuyến ban đầu rất quan trọng, TS Poeschla nhấn mạnh.

Theo vị chuyên gia này, trong giai đoạn tiếp theo, nhóm sẽ nghiên cứu về các cơ chế giúp interferon ngăn chặn virus sao chép trong cơ thể, từ đó mở ra cơ hội phát triển một loại thuốc mới tập trung vào những cơ chế này để điều trị bệnh hiệu quả hơn.