Vi rút được tạo ra từ phòng thử nghiệm giống vi rút COVID-19

Loại virus khá an toàn này giúp các nhà khoa học không có quyền tiếp cận các cơ sở an toàn sinh học cấp độ cao có thể nỗ lực tham gia tìm thuốc điều trị đặc hiệu hoặc nghiên cứu vắc-xin phòng COVID-19.

Ảnh minh họa/ Internet

Do lây truyền qua không khí và có khả năng gây tử vong, nên chỉ có thể nghiên cứu virus gây ra COVID-19 trong điều kiện an toàn sinh học cấp độ cao. Các nhà khoa học xử lý virus truyền nhiễm phải mặc bộ quần áo sinh học che kín toàn thân với mặt nạ phòng độc và làm việc trong phòng thử nghiệm cấp độ cao và có hệ thống thông gió chuyên dụng. Mặc dù bảo vệ nhân viên phòng thử nghiệm là cực kỳ cần thiết, nhưng các biện pháp phòng ngừa an toàn này làm giảm nỗ lực tìm thuốc và vắc-xin phòng COVID-19 do nhiều nhà khoa học không thể tiếp cận các cơ sở an toàn sinh học cần thiết.

Nhằm khắc phục vấn đề này, các nhà nghiên cứu tại trường Đại học Y Washington tại St. Louis đã phát triển một loại virus lai cho phép nhiều nhà khoa học tham gia vào cuộc chiến chống lại đại dịch. Các nhà nghiên cứu đã biến đổi gen một loại virus nhẹ bằng cách hoán đổi một trong số các gen của nó từ một loại SARS-CoV-2, loại virus gây ra COVID-19. Kết quả là Virus lai gây nhiễm trùng các tế bào và các kháng thể nhận ra giống như SARS-CoV-2, nhưng được xử lý trong các điều kiện an toàn của phòng thử nghiệm thông thường.

Nghiên cứu có sẵn trực tuyến trên Cell Host & Microbe.

"Tôi chưa bao giờ đòi hỏi nhiều về một vật liệu khoa học trong một khoảng thời gian ngắn như vậy", tác giả đồng cấp cao Sean Whelan, Tiến sĩ, Marvin A. Brennecke, Giáo sư và Trưởng khoa Vi sinh Phân tử cho biết. "Chúng tôi đã gửi virus cho các nhà nghiên cứu ở Argentina, Brazil, Mexico, Canada và tất nhiên, trên khắp Hoa Kỳ. Chúng tôi có các yêu cầu đang chờ xử lý từ Anh và Đức. Ngay cả trước khi chúng tôi công bố, mọi người đã biết rằng, chúng tôi đang xúc tiến công việc này và bắt đầu yêu cầu vật liệu".

Để tạo ra một mô hình SARS-CoV-2 an toàn hơn cho nghiên cứu, Whelan và các đồng nghiệp - bao gồm đồng tác giả chính Michael S. Diamond, MD, Tiến sĩ, Giáo sư Y khoa Herbert S. Gasser, và các đồng tác giả đầu tiên Brett Case, Tiến sĩ, nhà nghiên cứu sau tiến sĩ trong phòng thử nghiệm của Diamond và Paul W. Rothlauf, nghiên cứu sinh trong phòng thử nghiệm của Whelan – Khởi đầu với virus viêm miệng mụn nước (VSV). Virus này là virus chủ lực của các phòng thử nghiệm virus học vì nó khá vô hại và dễ kiểm soát về mặt di truyền. Chủ yếu là virus của gia súc, ngựa và lợn, VSV đôi khi lây nhiễm cho người, gây ra một căn bệnh giống như bệnh cúm nhẹ kéo dài từ ba đến năm ngày.

Virus có các protein trên bề mặt mà chúng sử dụng để bám vào và lây nhiễm các tế bào. Các nhà nghiên cứu đã loại bỏ gen protein bề mặt của VSV và thay thế nó bằng gen từ SARS-CoV-2, được gọi là gai. Việc chuyển đổi đã tạo ra một loại virus mới nhắm vào các tế bào như SARS-CoV-2 nhưng thiếu các gen cần thiết khác để gây bệnh nặng. Họ đặt tên là virus lai VSV-SARS-CoV-2.

Sử dụng huyết thanh từ những bệnh nhân COVID-19 đã hồi phục và các kháng thể đã được tinh chế, các nhà nghiên cứu thấy rằng, virus lai được các kháng thể nhận ra rất giống với virus SARS-CoV-2  thực có ở một bệnh nhân COVID-19. Các kháng thể hoặc huyết thanh ngăn chặn virus lai lây nhiễm các tế bào cũng ngăn chặn virus SARS-CoV-2 như vậy; kháng thể hoặc huyết thanh không thể ngăn chặn virus lai cũng thất bại trong việc ngăn chặn SARS-CoV-2. Ngoài ra, một phân tử mồi nhử cũng có hiệu quả tương đương trong việc định hướng sai cả hai loại virus và ngăn chặn chúng lây nhiễm các tế bào.

"Con người chắc chắn phát triển kháng thể chống lại các protein SARS-CoV-2 khác, nhưng đó là kháng thể chống lại sự tăng đột biến dường như là quan trọng nhất để bảo vệ”, Whelan nói. "Vì vậy, miễn là virus có protein tăng đột biến, nó sẽ tìm đến hệ thống miễn dịch của con người như SARS-CoV-2 cho mọi ý định và các mục tiêu".

Virus lai có thể giúp các nhà khoa học đánh giá một loạt các biện pháp phòng ngừa và điều trị dựa trên kháng thể đối với COVID-19. Có thể sử dụng virus này để đánh giá liệu vắc-xin thử nghiệm có tạo ra kháng thể trung hòa hay không và nhằm đo xem liệu bệnh nhân COVID-19 đã hồi phục có mang đủ kháng thể trung hòa để hiến huyết tương cho bệnh nhân COVID-19 hay không.

"Một trong các vấn đề đánh giá các kháng thể trung hòa là rất nhiều xét nghiệm này đòi hỏi phải có cơ sở BSL-3, hầu hết các phòng thử nghiệm lâm sàng và các công ty không có cơ sở BSL-3". Diamond, cũng là giáo sư về vi sinh phân tử,  bệnh lý và miễn dịch học nói: "Với loại virus thay thế này, bạn có thể lấy huyết thanh, huyết tương hoặc kháng thể và thực hiện các phân tích thông lượng cao ở cấp độ BSL-2, mà mọi phòng thử nghiệm đều có, không có nguy cơ lây nhiễm. Chúng tôi biết rằng, nó tương quan gần như hoàn hảo với dữ liệu chúng tôi nhận được từ SARS-CoV-2 truyền nhiễm”.

Diamond nói thêm: “Vì đối với hệ thống miễn dịch, virut lai giống như SARS-CoV-2 nhưng không tiến triển thành bệnh nặng, đây là một loại virus tiềm năng cho nghiên cứu vắc-xin”. Ông Whelan và các đồng nghiệp đang tiến hành nghiên cứu động vật để đánh giá khả năng này.

Tài liệu tham khảo:

1.James Brett Case, Paul W. Rothlauf, Rita E. Chen, Zhuoming Liu, Haiyan Zhao, Arthur S. Kim, Louis-Marie Bloyet, Qiru Zeng, Stephen Tahan, Lindsay Droit, Ma. Xenia G. Ilagan, Michael A. Tartell, Gaya Amarasinghe, Jeffrey P. Henderson, Shane Miersch, Mart Ustav, Sachdev Sidhu, Herbert W. Virgin, David Wang, Siyuan Ding, Davide Corti, Elitza S. Theel, Daved H. Fremont, Michael S. Diamond, Sean P.J. Whelan. Neutralizing antibody and soluble ACE2 inhibition of a replication-competent VSV-SARS-CoV-2 and a clinical isolate of SARS-CoV-2.. Cell Host & Microbe, 2020; DOI: 10.1016/j.chom.2020.06.021

Trương Tố Quyên dịch

Nguồn: ScienceDaily