Cách thức giúp biến chủng Alpha 'thống trị' tại Mỹ

Vào tháng 12/2020, các nhà khoa học lần đầu phát hiện một biến chủng virus corona mới phát tán lây lan tại Anh. Khi biến chủng này - được gọi là B.1.1.7, với tên gọi mới là Alpha - bắt đầu xuất hiện ở nhiều quốc gia khác, nó trở nên khó kiểm soát hơn cả khi mới được biết đến.

Từ tháng 4 đến nay, Alpha trở thành biến chủng chiếm ưu thế tại Mỹ.

Sự vượt trội của Alpha khiến các nhà khoa học băn khoăn suy nghĩ tại sao chủng virus này lại lây lan nhanh đến như vậy.

Mới đây, một nghiên cứu đăng tải trực tuyến ngày 7/6 được New York Times trích dẫn đã tìm ra được “bí quyết thành công” của biến chủng này: Alpha vô hiệu hóa tuyến “thành trì” miễn dịch đầu tiên trong cơ thể con người, giúp virus khi xâm nhập vào cơ thể có thêm thời gian để nhân lên nhanh chóng.

Biến chủng Alpha từng làm Vương quốc Anh điêu đứng. Ảnh: Reuters.

"Tắt chuông" cảnh báo

Alpha có tổng cộng 23 đột biến - điều làm nó khác biệt với các chủng virus corona khác. Khi biến chủng này bắt đầu lây lan rộng ở Anh, các nhà nghiên cứu bắt đầu kiểm tra trình tự gen để tìm kiếm lời giải thích tại sao nó lại lây lan nhanh hơn so với các biến chủng khác.

Rất nhiều nhà nghiên cứu tập trung vào 9 đột biến làm thay đổi protein bao phủ virus corona và cho phép chúng xâm nhập vào các tế bào. Một trong những đột biến đó giúp virus liên kết chặt chẽ hơn với các tế bào này, tăng khả năng lây nhiễm thành công.

Nhưng các nhà khoa học khác tập trung vào cách Alpha ảnh hưởng đến phản ứng miễn dịch của con người. Nhà virus học Gregory Towers và các đồng nghiệp tại University College London đã nuôi cấy virus corona trong tế bào phổi của người. Họ so sánh các tế bào bị nhiễm Alpha với những tế bào bị nhiễm các biến chủng trước đó của virus corona.

Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng các tế bào phổi chứa Alpha tạo ra ít interferon hơn. Interferon một loại protein sản xuất tự nhiên bởi các tế bào ở hệ thống miễn dịch. Họ cũng nhận thấy trong tế bào có Alpha, các gene phòng thủ kích hoạt bởi interferon hoạt động kém hiệu quả hơn so với các tế bào bị nhiễm các biến chủng khác.

Bằng cách nào đó, "chuông cảnh báo" quan trọng nhất của hệ thống miễn dịch hầu như không "kêu" khi có sự hiện diện của biến chủng Alpha.

“Nó gần như trở nên vô hình (khi xâm nhập vào cơ thể con người)”, tiến sĩ Towers nói.

Anh phải áp đặt các lệnh hạn chế nghiêm ngặt vì biến chủng B.1.1.7 lây lan nhanh. Ảnh: LBC.

Để tìm hiểu cách Alpha đạt được khả năng “tàng hình” này, các nhà nghiên cứu đã xem xét cách thức virus corona nhân lên bên trong các tế bào bị nhiễm bệnh. Họ phát hiện ra rằng các tế bào nhiễm Alpha tạo ra rất nhiều bản sao bổ sung - hơn khoảng 80 lần so với các biến chủng khác - của một gen có tên Orf9b.

Theo nghiên cứu trước đó của nhà sinh học phân tử Nevan Krogan và các đồng nghiệp tại Đại học California, San Francisco, Orf9b tạo ra một loại protein virus tấn công Tom70 - một loại protein cần thiết để giải phóng interferon khi virus xâm nhập vào cơ thể.

Từ tất cả các nghiên cứu đó, tiến sĩ Krogan kết luận biến chủng Alpha chứa đột biến sản xuất ra nhiều protein Orf9b hơn bình thường. Protein Orf9b bao vây protein Tom70, làm giảm quá trình sản xuất interferon. Virus nhiễm bệnh không còn bị cản trở hệ thống miễn dịch nên đã nhanh chóng nhân lên trong cơ thể con người.

Khoảng 12 tiếng sau khi nhiễm bệnh, hệ thống miễn dịch bắt đầu hoạt động trở lại. Do đó, tiến sĩ Towers suy đoán, những người bị nhiễm Alpha có phản ứng mạnh mẽ hơn so những người bị nhiễm các biến chủng khác. Chất nhầy chứa virus tồn tại cả trong khoang miệng và mũi của họ, làm cho Alpha lây truyền nhanh hơn bao giờ hết.

Tuy nhiên, tiến sĩ Laurent-Rolle khẳng định cần thêm nhiều bằng chứng để hỗ trợ cho kết luận này. Ví dụ, hiện các nhà khoa học chưa chạy một bài thí nghiệm tiêu chuẩn để kiểm tra số lượng protein Orf9b.

Tiến sĩ Krogan cho biết ông và các đồng nghiệp đang tìm cách thực hành thí nghiệm đó ngay bây giờ.

Khác biệt hoàn toàn

Nhóm của tiến sĩ Krogan cũng bắt đầu các thử nghiệm tương tự trên các biến chủng khác, bao gồm cả biến chủng được xác định lần đầu tiên ở Nam Phi, được gọi là Beta (B.1.351) và biến chủng được xác định đầu tiên ở Ấn Độ, được gọi là Delta (B.1.617.2). Kết quả sơ bộ khiến họ ngạc nhiên.

Cả Beta và Delta đều làm giảm interferon trong các tế bào bị nhiễm bệnh. Nhưng không có dấu hiệu nào cho thấy hai biến chủng này làm vậy bằng cách mà Alpha đã làm. Mỗi biến chủng đều phát triển theo một cách khác nhau nhằm điều khiển hệ miễn dịch.

Các hạt biến chủng virus B.1.1.7 từ mẫu bệnh nhân trong phòng thí nghiệm. Ảnh: NIAID.

Cecile King - một nhà miễn dịch học tại Viện Nghiên cứu Y khoa Garvan ở Sydney, Australia - nhấn mạnh việc hiểu cách thức virus lẩn trốn khỏi hệ miễn dịch sẽ giúp ích cho quá trình phát triển vaccine Covid-19.

Các loại vaccine hiện giúp hệ thống miễn dịch nhận ra các protein đột biến. Nhưng nghiên cứu trên những bệnh nhân hồi phục khỏi Covid-19 chỉ ra rằng hệ thống miễn dịch của những người này học cách nhận ra các protein virus, bao gồm cả Orf9b.

Một số nhà nghiên cứu đang tìm cách đưa protein của virus corona vào loại vaccine mới. Nhưng quá trình này cần cẩn trọng bởi một số protein làm giảm khả năng miễn dịch.

“Đó là một quá trình khá phức tạp. Tuy nhiên nếu chúng ta tìm hiểu kỹ hơn, có thể sẽ khả thi”, tiến sĩ King nói.

Phương Linh