Vi rút SARS-CoV-2 đột biến để trốn hệ thống miễn dịch

Loại coronavirus mới đã phát triển một số đột biến đáng lo ngại, dẫn tới nhiều biến thể mới xuất hiện trên khắp thế giới. Mới đây, một nghiên cứu đã hé lộ cách thức vi rút đột biến dễ dàng và lý giải tại sao những đột biến này lại giúp chúng “thoát khỏi” phản ứng miễn dịch của cơ thể.

Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng SARS-CoV-2, vi rút gây ra COVID-19, thường đột biến bằng cách xóa các đoạn nhỏ trong mã di truyền của nó. Mặc dù vi rút có cơ chế riêng để sửa lỗi khi sao chép, nhưng việc xóa các đoạn nhỏ sẽ không xuất hiện trong phạm vi kiểm tra của cơ chế tìm lỗi.

Tác giả nghiên cứu Paul Duprex, Giám đốc Trung tâm Nghiên cứu vắc xin tại Đại học Pittsburgh, nói với Live Science: “Vi rút này thông minh một cách kỳ quái. Bạn sẽ không thể sửa thứ không có ở đó”.

Đối với SARS-CoV-2, những đoạn mã di truyền bị xóa này thường xuất hiện ở những điểm tương tự trên bộ gien, theo nghiên cứu được công bố ngày 3.2 trên tạp chí Science. Đây là những vị trí mà các kháng thể của người sẽ liên kết để bất hoạt vi rút. Nhưng do vị trí đó đã bị xóa bỏ, một số kháng thể không thể nhận ra vi rút.

Duprex đã ví việc xóa mã di truyền này như một hạt rơi ra từ chuỗi. Điều đó có vẻ không phải là một vấn đề lớn, nhưng đối với kháng thể thì nó “hoàn toàn khác”. “Những sự vắng mặt nhỏ bé này có ảnh hưởng lớn, rất lớn”, Duprex nói.

Vi rút lén lút xóa các đoạn mã di truyền

Duprex và các đồng nghiệp của ông lần đầu tiên nhận thấy cơ chế xóa này ở một bệnh nhân bị nhiễm coronavirus trong thời gian dài bất thường là 74 ngày. Bệnh nhân có hệ thống miễn dịch yếu khiến không thể loại bỏ vi rút đúng cách. Các nhà nghiên cứu cho biết, trong quá trình lây nhiễm kéo dài, coronavirus bắt đầu tiến hóa khi lẩn tránh hệ thống miễn dịch của bệnh nhân, cuối cùng xóa các đoạn mã di truyền.

Các nhà nghiên cứu đã tìm hiểu mức độ phổ biến của cơ chế xóa này. Họ sử dụng cơ sở dữ liệu có tên GISAID để phân tích khoảng 150.000 trình tự gien của SARS-CoV-2 được thu thập từ các mẫu bệnh phẩm trên khắp thế giới và phát hiện một mô hình.

Tác giả chính của nghiên cứu Kevin McCarthy, phó giáo sư sinh học phân tử và di truyền phân tử tại Đại học Pittsburgh, cho biết: “Những đoạn gien bị xóa nằm ở vùng riêng biệt. Chúng tôi liên tục xem đi xem lại mô hình ở các mẫu bệnh phẩm thu thập từ nhiều nơi trên thế giới ở những thời điểm khác nhau. Có vẻ như biến thể vi rút phát triển cơ chế xóa đoạn gien độc lập với nhau do chịu chung áp lực chọn lọc”.

Các nhà nghiên cứu nhận thấy đoạn gien bị xóa nằm ở các vị trí của protein đột biến của vi rút, nơi các kháng thể liên kết để vô hiệu hóa vi rút. Theo họ, điều này hé lộ manh mối rằng có thể việc xóa bỏ này giúp vi rút “trốn thoát” hoặc tiến hóa trước các kháng thể đang liên kết.

Dự đoán các biến thể mới

Các nhà nghiên cứu bắt đầu dự án của họ vào mùa hè năm 2020 khi coronavirus chưa đột biến một cách đáng kể. Vào tháng 10.2020, họ đã phát hiện ra một biến thể với những đoạn gien bị xóa mà sau này được gọi là “biến thể SARS-CoV-2 của Anh” hay B.1.1.7. Biến thể này đã thu hút sự chú ý trên toàn cầu từ tháng 12.2020 khi nó nhanh chóng lan rộng khắp nước Anh.

“Cuộc khảo sát của chúng tôi về các biến thể là quá trình phát hiện đầu tiên của biến chủng B.1.1.7”, các tác giả viết. Phát hiện này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc theo dõi chặt chẽ quá trình tiến hóa của vi rút với cơ chế tự xóa gien và các đột biến khác.

McCarthy nói: “Chúng tôi cần phát triển các công cụ và cần tăng cường cảnh giác khi tìm kiếm và theo dõi chúng… Điều này giúp chúng tôi có thể dự đoán những gì đang và sẽ xảy ra”.

Mặc dù vi rút có thể đột biến để trốn tránh một số kháng thể, nhưng các kháng thể khác vẫn có thể liên kết và bất hoạt vi rút một cách hiệu quả.

“Truy đuổi vi rút theo nhiều cách khác nhau là cách chúng tôi đánh bại kẻ thay đổi hình dạng. Đó là sự kết hợp của các kháng thể khác nhau (tức là các phương pháp điều trị bằng kháng thể đơn dòng khác nhau), các loại vắc xin khác nhau… Nếu dịch tiếp tục bùng phát, chúng tôi cần những phương pháp dự phòng như vậy”, Duprex cho biết.

Nhóm nghiên cứu cũng nhấn mạnh sự cần thiết của việc đeo khẩu trang và áp dụng biện pháp phòng ngừa nhằm ngăn vi rút lây lan. Chúng càng lây nhiễm sang nhiều người, khả năng nhân lên và đột biến càng cao. “Bất cứ điều gì có thể làm vi rút giảm số lần tái tạo thì sẽ giúp chúng ta mất ít thời gian hơn”, Duprex nói thêm.