Mặc dù mới nổi lên trong hơn 90 năm qua nhưng các virus cúm gia cầm (influenza virus) được cho là chịu trách nhiệm chính trong 2 vụ dịch lớn của những năm 1918 và 2009, chúng chia sẽ cho nhau một cấu trúc rất chi tiết để qua đó có thể trung hòa các kháng thể chống lại chúng. Một số nhà khoa học dẫn đầu là giáo sư Gary J. Nabel của Viện Nghiên cứu Bệnh Truyền nhiễm và Dị ứng Quốc gia Hoa Kỳ đã mô tả cấu trúc cơ bản để phát hiện ra các điểm yếu, dễ bị tấn công nhất trong những phần chia sẻ của các virus qua từng thời kỳ để tiến hành nghiên cứu loại vaccine phù hợp cho những chủng virus cúm gia cầm trong tương lai. Nghiên cứu đã được đăng trên Tạp chí khoa học Translational Medicine.
“Nghiên cứu này xác định một sự tương đồng không cần thiết giữa những chủng virus đã gây ra 2 dịch cúm”, giáo sư Anthony S. Fauci, giám đốc Viện Nghiên cứu Bệnh Truyền nhiễm và Dị ứng Quốc gia Hoa Kỳ nói. “Điều này cho chúng ta những hiểu biết mới về cách mà virus gây dịch tiến hóa thành các chủng cúm theo mùa, và quan trọng là từ đây chúng ta sẽ có thêm kiến thức cho việc bào chế ra các loại vaccine để làm giảm hoặc ngăn chặn sự lây nhiễm”
Trong một thí nghiệm khác, các nhà khoa học tại NIAID và các đồng nghiệp bao gồm tiến sỹ Terrence M. Tumpey của Trung tâm Kiểm soát và Ngăn ngừa bệnh tật đã tiêm những liều vaccine virus cúm bất hoạt năm 1918 vào những con chuột thí nghiệm. Sau đó những con chuột này được cho nhiễm một lượng lớn virus cúm H1N1 2009, và tất cả chúng đều sống! Một thí nghiệm ngược lại cũng cho kết quả như mong đợi, có nghĩa là những con chuột được tiêm vaccine virus H1N1 2009 bất hoạt cũng sống sót sau khi chúng được cho nhiễm với chủng virus cúm gia cầm năm 1918. Các nhà nghiên cứu kết luận rằng việc chủng ngừa đối với virus gây dịch nào cũng đều có khả năng sinh kháng thể chống lại sự lây nhiễm của chủng virus cúm gia cầm khác
“Đây là kết quả đáng ngạc nhiên”, ông Nabel nói. “Chúng tôi đã không hy vọng các kháng thể phản ứng chéosẽ được tạo ra chống lại các chủng virus cách nhau nhiều năm đến thế”.
Nabel giải thích rằng, một cách bình thường, kháng thể tạo ra để đáp ứng lại với chủng cúm theo mùa trong một năm hoặc chỉ vài năm sau đó. Điều này là do một phần nhỏ những thay đổi hằng năm trong chuỗi acid amin của các hemagglutinin (HA) - một loại protein trên bề mặt virus. Các chuỗi acid amin này của 2 chủng virus cúm gia cầm H1N1/1918 và H1N1/2009 trong một phần của các hemagglutinin (HA) được gọi là những đầu mút tròn, chúng khác nhau khoảng 20% ở mỗi chủng. Sự khác nhau này ngang bằng với các chuỗi phân kỳ acid amin tại các điểm đầu của hemagglutinin (HA) trong các chủng cúm mùa, vì vậy các nhà nghiên cứu đã suy luận rằng các kháng thể trung hòa chéo trong những virus gây dịch phải dựa vào một vài chức năng khác như các mức độ biến thể của các acid amin.
 |
Cấu trúc của một virus cúm gia cầm (influenza virus) |
Trong một chuỗi các thí nghiệm với các máy tính hiện đại, Nabel cùng các đồng nghiệp đã xác định rằng cả hai chủng virus gây dịch này đều thiếu một phân tử polisacarit tại hai điểm đặc biệt trên đầu mút của các hemagglutinin (HA). Nếu không có các phân tử polisacarit này thì cả hai chủng virus cúm gia cầm năm 1918 và 2009 có thể tự do tiến đến các thụ thể mà các hemagglutinin dùng đó để xâm nhập vào tế bào người. Lợi thế này của virus nhanh chóng làm giảm sự miễn dịch được cung cấp bởi các kháng thể phát sinh ở những người đã bị nhiễm (và đã phục hồi) hoặc được tiêm phòng.
Trái ngược với hai chủng virus cúm của năm 1918 và 2009, khi các nhà điều tra phân tích cấu trúc của chủng virus cúm mùa đã lưu hành giữa những năm 1977 và 2008, họ nhận thấy rằng 97,8% số virus chỉ có một phân tử polisacarit bao phủ ở điểm đầu của các hemagglutinin (HA), trong khi 87,8% số chủng virus cúm của năm 1918 và 2009 có 2 phân tử polisacarit. “Những polisacarit hoạt động giống như những cái dù bảo vệ virus khỏi hệ thống miễn dịch của cơ thể người”, ông Nabel nói. “Chúng tạo ra một hàng rào vật lý giúp virus ngăn cản kháng thể trung hòa độc tố gây bệnh”.
Các phân tích sâu hơn về những chủng cúm gia cầm được thu thập từ trước cho đến năm 1977 cho thấy các hemagglutinin protein trong các thế hệ tiếp theo của virus cúm gia cầm 1918 đã có được các phân tử polisacarit vào đầu những năm 1940. “Nghiên cứu của chúng tôi đang hướng về yếu tố đóng vai trò quan trọng là các phân tử polisacarit trong việc bảo vệ hemagglutinin khỏi sự vô hiệu hóa khi các virus này tiến triển sang dạng virus cúm mùa”, Nabel nói.
Tiếp theo, các nhà nghiên cứu thiết kế tạo ra các virus cúm đột biến gây dich bằng cách đặt các phân tử đường trên hai điểm quan trọng tại đầu những điểm mút. Một khi đã được bao phủ bởi phân tử đường này, các kháng thể không còn nhận ra và trung hòa những virus loại này nữa. Tuy nhiên, ông Nabel cho biết, những virus này sẽ không thể hoạt động tốt trong cơ thể được tiêm phòng vaccine.  |
Các kháng thể tiếp xúc với hemagglutinin (HA) để ngăn chặn nó liên kết
vào các acid cialic của tế bào. |
Trong một thí nghiệm sau cùng của nghiên cứu, các nhà điều tra đã thêm các phân tử đường vào virus cúm gia cầm 1918 và đưa virus này cùng với virus cúm nguyên bản 1918 vào trong những con chuột đã được tiêm vaccine. Kết quả là những con chuột này đã sinh ra kháng thể có khả năng trung hòa độc tố của những virus nguyên bản, không thêm phân tử đường. “Chúng ta có thể dùng những hiểu biết này để thiết kế trước những loại vaccine dùng cho phòng chống các phiên bản virus mới mà các protein của chúng có gắn các phân tử đường (glycosylated) từ virus cúm gia cầm H1N1 2009”, ông Nabel nói. Một loại vaccine vừa có thể chống lại virus gây dịch lại vừa có khả năng làm hạn chế sự biến đổi của chúng về “lá chắn đường” mà chỉ cho phép chúng giữ nguyên cấu trúc cơ bản ban đầu như các thể virus cúm mùa, qua đó chúng ta sẽ dễ dàng kiểm soát tình hình dịch bệnh hơn, ông Nabel cho biết thêm.