Các nhà nghiên cứu thuộc Viện Nghiên cứu Y học Howard Hughes đã phát hiện ra một loại protein trong cơ thể người có thể ngăn chặn nhiễm cúm A/H1N1 và một số virus khác, bao gồm cả virus Tây sông Nile (West Nile virus) và virus Dengue.
Một nhóm nghiên cứu được dẫn đầu bởi Stephen J. Elledge và Abraham Brass thuộc Viện Nghiên cứu Y học Howard Hughes đã phát hiện ra một số tế bào ở người có khả năng phòng chống nhiễm virus cúm A/H1N1 bằng cách sản sinh ra các protein có khả năng kháng lại một số chủng virus một cách mạnh mẽ. Trong các tế bào và protein của người, một số chức năng chưa được biết trước đây của chúng có thể ngăn chặn sự tăng sinh của virus cúm A/H1N1, virus Tây sông Nile và virus gây sốt Dengue.
Phát hiện bất ngờ này có thể giúp phát triển những loại thuốc kháng virus một cách hiệu quả hơn, bao gồm cả các loại thuốc dự phòng được dùng để ngăn chặn hoặc làm chậm lại sự lây lan của Đại dịch cúm A/H1N1 hiện nay.
Từ trái qua phải: Dengue virus, West Nile virus và H1N1 virus.
Các virus này có thể bị ngăn chặn bởi IFITM3. (Ảnh: Sciencedaily) |
Nghiên cứu này đã được công bố vào ngày 17/12/2009 trên Tạp chí Cell. Đây là kết quả trong một nổ lực hợp tác của các nhà nghiên cứu tại Viện Y học Howard Hughes, Bệnh viện Đa khoa Massachusetts, Trường Y tế Yale và Wellcome Trust Sanger Institute, Cambridge, Anh Quốc
Giống với các chủng virus khác, virus cúm chỉ có một vài gen (8 gen, 2 gen chịu trách nhiệm mã hóa protein bề mặt của virus là hemagglutinin (H) và neuraminidase (N) cho phép virus thâm nhập tế bào chủ và lây lan từ tế bào này qua tế bào khác) nên phải liên tục sản sinh và bổ sung các protein từ tế bào chủ của nó để hoàn thành vòng đời. Nghiên cứu hiện nay đã được bắt đầu từ khi Elledge cùng cộng sự xác định ra các protein chủ yếu mà virus H1N1 cần xâm nhập vào tế bào để phát triển và nhân rộng bên trong chúng.
Để xem xét một cách kỹ lưỡng và nhanh chóng hàng ngàn protein, Elledge và cộng sự đã lập một lượng lớn tế bào người được nuôi cấy và sau đó dùng một thiết bị tự động tinh vi để đưa các đoạn ngắn RNA (siRNA - small interfering RNA, mạch đơn RNA) đến từng phần đã định trước trong mảng tế bào này. Mỗi đoạn ngắn RNA được thiết kế để ngăn chặn sự biểu hiện của một gen và do đó sẽ sản sinh ra một loại protein tương ứng. Đối với mội gen hoặc protein như vậy, các thiết bị tự động sẽ ghi lại các hoạt động hiệu quả của những gen/protein này lên virus H1N1 bằng cách đo đạc bất kỳ sự thay đổi nào của protein virus trên bề mặt tế bào bị nhiễm bệnh.
Sử dụng phương pháp chụp tốc độ cao (hi-speed screening), các nhà nghiên cứu đã nhanh chóng xác định được hơn 120 gen trong một số tế bào mà virus cần xâm nhập vào và làm nhiễm bệnh. “Tuy nhiên, trong quá trình này, chúng tôi nhận thấy rằng một số loại tế bào khác đã có các phản ứng ngược lại, vì vậy nếu chúng ta loại bỏ chúng, virus này sẽ tăng sinh mạnh hơn”. Ông Elledge, một nghiên cứu viên của Khoa Y - Trường Đại học Harvard cho biết.
Các protein có khả năng chống lại virus trong bộ ba protein có khả năng tạo ra Interferon là IFITM1, IFITM2 và IFITM3. Lần đầu tiên được mô tả vào năm 1984, các IFITM được sinh ra với một lượng nhỏ trong hầu hết các tế bào và nhiều hơn khi tiếp xúc với các tế bào miễn dịch để tạo ra Interferon (một protein do tế bào sống sinh ra, không mang tính kháng nguyên, chỉ được tổng hợp khi có mặt các chất sinh Interferon còn gọi là interferonogen. Interferon đóng vai trò là hàng rào bảo vệ đầu tiên của cơ thể chống lại virus và sự phát triển bất thường của tế bào). Nhưng những chức năng của các IFITM còn chưa được hiểu một cách rõ ràng.
 |
Một IFITM3 (Ảnh: R&D System) |
Elledge và cộng sự nghi ngờ rằng đây là một loại protein kháng virus mới được sinh ra một cách tự nhiên sau khi sự có mặt của virus H1N1 tăng dần lên. “Số lượng virus tăng từ 5 đến 10 lần khi không có IFITM3,” Elledge nói “Mức độ tăng lên của loại protein kháng virus này là rất nhanh chóng, IFITM3 thực sự có hiệu quả trong việc này”
Elledge và cộng sự, những người thuộc nhóm điều tra của MD tại Trường Y tế Yale, đã tìm thấy IFITM3 trong những loại tế bào khác, bao gồm các tế bào ung thư phổi ở người, ở chuột và những mẫu nhiễm các chủng H1N1 khác nhau. Sau đó, thay vì làm giảm lượng IFITM3, họ làm tăng nó lên và kết quả là đã ngăn chặn được sự nhân lên của số lượng virus H1N1.
“Công trình nghiên cứu này cho thấy tầm quan trọng trong việc xác định được những protein tế bào nào tham gia vào việc nhân lên của virus”, ông Robert A. Lamb, nhà nghiên cứu virus thuộc Đại học Northwestern, Hoa Kỳ, người không tham gia trong nghiên cứu này phát biểu.
IFITM3 nằm trên nhiễm sắc thể số 11, tương tự với các IFITM1 và IFITM2. Trong 3 gen này thì IFITM3 vẫn là gen cho hiệu quả tốt nhất trong tất cả các thử nghiệm ngăn chặn virus H1N1 và một số chủng virus cúm A khác.
Điều bất ngờ đối với các nhà khoa học trong nghiên cứu này là IFITM3 có khả năng trong việc giảm sự nhân lên của nhiều loại virus, trong đó có virus Tây sông Nile và virus Dengue.
“Tất các IFITM đều chưa chắc chắn lắm trong các thử nghiệm vì virus biến đổi rất nhanh, các IFITM này không biết liệu có theo kịp sự biến đổi này không nên cần phải có một số nghiên cứu khác, cụ thể hơn với từng chủng virus”, Elledge nói.
Dù thế nào thì Elledge cũng bị thuyết phục rằng các IFITM trong nghiên cứu này là một phần trong hệ miễn dịch của cơ thể để chống lại các loại virus. Ông và các đồng nghiệp đã nhận thấy hiệu quả bảo vệ của các phản ứng miễn dịch (interferons) kết hợp với các phưong pháp điều trị nhằm thúc đẩy sự hoạt động hệ miễn dịch của cơ thể.
Các nhà nghiên cứu vẫn chưa xác định rõ làm thế nào để IFITM3 và các IFITM khác có thể ngăn chặn được virus, nhưng các đầu mối đầu tiên là các protein có mặt ở bên ngoài màng tế bào. Dựa trên các thử nghiệm được tiến hành cho đến nay, Elledge phỏng đoán rằng các IFITM có khả năng mang các phân tử từ ngoài vào bên trong tế bào. Với cơ chế này, virus cũng được IFITM đưa vào bên trong tế bào nhưng với cách thức nào đó, virus sẽ bị các IFITM tiêu diệt hoặc làm cho chúng trở nên vô hại. “Đó có thể là lý do tại sao virus không thể “trốn” được các IFITM – bởi vì việc này cũng chính là một phần trong chu kỳ sống của chúng, chúng cần xâm nhập vào tế bào để có thể nhân lên” Elledge nói.
Mặc dù vậy, các nhà nghiên cứu cũng cho thấy một vấn đề khác là liệu làm tăng lên một cách bất thường các IFITM về lâu dài sẽ ảnh hưởng như thế nào đối với cơ thể vì số lượng các IFITM luôn có trong cơ thể không phải là nhiều.
Nếu an toàn thì có thể tăng lượng IFITM trong một khoảng thời gian nhất định, có thể một vài ngày hoặc một tuần và khi đó các protein có thể trở thành những cơ sở điều trị kháng virus một cách hiệu quả hơn. “Chúng ta có thể cung cấp trực tiếp IFITM lên bề mặt của tế bào để có thể bảo vệ cơ thể trong các mùa cúm.”
 |
| Phương thức sản xuất vaccine có thể sẽ được cải tiến nhờ vào phát hiện hiệu quả của các IFITM, đặc biệt là IFITM3. (Ảnh: telegraph.co.uk) |
Trong nghiên cứu này, Elledge cũng nhận thấy tiềm năng và hiệu quả của các IFITM trong quần thể động vật, do đó có thể kiểm soát được sự lây nhiễm của virus cúm cho động vật và con người. Các phương thức làm tăng các loại IFITM cũng có thể được áp dụng trong việc sản xuất vaccine, ví dụ như vaccine H1N1…
“Nghiên cứu này minh họa tác dụng quan trọng giữa các tế bào phản ứng miễn dịch bẩm sinh và sự nhân lên của virus. Nếu IFITM có thể thắng được trong trận chiến này thì không có bất kỳ virus nào được nhân lên và ngược lại các tế bào sẽ chết.” nhà nghiên cứu virus Lamp nói.
Cuối cùng, Elledge cũng lưu ý rằng trong vụ dịch cúm A/H1N1 lần này và một số bệnh nhiễm trùng khác tỏ ra rất nguy hiểm với cả những người khỏe mạnh. Di truyền hoặc các thay đổi khác có thể ảnh hưởng đến các cấp IFITM và có thể giải thích được vì sao virus lại tăng lên ở một số đối tượng. “Tôi nghĩ rằng việc này rất quan trọng để tìm ra những cách thức khác nhau ở những người khác nhau về sự phong phú của họ về các loại protein,” Ông nói.