Hình ảnh chi tiết của coronavirus

Hình ảnh phân lập SARS-CoV-2, virus gây ra COVID-19 bằng kính hiển vi điện tử cho thấy, trong các virus nổi lên từ bề mặt tế bào nuôi cấy trong phòng thí nghiệm. Các gai ở rìa ngoài của các hạt virus tạo ra tên coronavirus, giống như vương miện. Nguồn: NIAID RML

+ Các nhà nghiên cứu đã tạo ra một bức tranh chi tiết về một phần của SARS-CoV-2, một loại coronavirus mới gây ra COVID-19, cho phép nó lây nhiễm vào tế bào người.

+ Nghiên cứu chỉ ra các mục tiêu tiềm năng để phát triển vắc-xin hoặc phương pháp điều trị nhiễm trùng.

Trước đó vào cuối năm 2019, những báo cáo đầu tiên về một bệnh nhiễm trùng đường hô hấp chưa được biết đến trong một số trường hợp đã xuất hiện từ Vũ Hán, Trung Quốc. Nguồn lây nhiễm đó nhanh chóng được xác định là một loại coronavirus mới, liên quan đến những nguyên nhân gây ra Hội chứng hô hấp cấp tính nặng (SARS) từ năm 2002-2004 và Hội chứng hô hấp Trung Đông (MERS) năm 2012.

Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) đã tuyên bố căn bệnh do virus mới là COVID-19. Đồng thời ban bố tình trạng khẩn cấp về y tế công cộng trên toàn cầu. Đến đầu tháng 3 năm 2020, coronavirus với tên SARS-CoV-2 đã lây nhiễm hơn 90.000 người trên toàn thế giới và giết chết ít nhất 3.100 người.

Giống như các coronavirus khác, các hạt SARS-CoV-2 có dạng hình cầu và có các protein gọi là gai nhô ra khỏi bề mặt của chúng. Những gai này bám vào các tế bào của con người, sau đó trải qua một sự thay đổi cấu trúc cho phép màng virus kết hợp với màng tế bào. Các gen virus sau đó có thể xâm nhập vào tế bào chủ để được sao chép, tạo ra nhiều virut hơn. Một nghiên cứu gần đây cho thấy, giống như virus gây ra dịch SARS năm 2002, gai SARS-CoV-2 liên kết với các thụ thể trên bề mặt tế bào người gọi là enzyme chuyển đổi angiotensin 2 (ACE2).

Cấu trúc cấp độ nguyên tử của protein tăng đột biến SARS-CoV-2. Miền liên kết của thụ thể, một phần của cành liên kết với tế bào chủ, có màu xanh lá cây. Nguồn: Jason McLellan / Univ. của Texas tại Austin

Để giúp hỗ trợ các nghiên cứu, trình tự bộ gen của coronavirus mới đã được các nhà khoa học ở Trung Quốc phát hành ra công chúng. Một nhóm hợp tác bao gồm các nhà khoa học từ phòng thí nghiệm của Tiến sĩ Jason McLellan tại Đại học Texas ở Austin và Trung tâm Nghiên cứu Vắc-xin NIAID (VRC) đã phân lập một phần của bộ gen được dự đoán để mã hóa protein tăng đột biến dựa trên chuỗi các coronavirus liên quan. Sau đó, nhóm nghiên cứu đã sử dụng các tế bào nuôi cấy để sản xuất một lượng lớn protein để phân tích.

Nghiên cứu được tài trợ một phần bởi Viện Dị ứng và Bệnh Truyền nhiễm Quốc gia (NIAID) của NIH. Kết quả được công bố vào ngày 19 tháng 2 năm 2020.

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng kính hiển vi điện tử cryo để chụp ảnh chi tiết về cấu trúc protein tăng đột biến. Điều này liên quan đến việc đóng băng các hạt virus và bắn ra một luồng các electron năng lượng cao thông qua mẫu để tạo ra hàng chục nghìn hình ảnh khác. Những hình ảnh này sau đó được kết hợp lại cho ra góc nhìn 3D chi tiết về virus.

Các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng, sự tăng đột biến của SARS-CoV-2 có khả năng liên kết với ACE2 trên tế bào người cao gấp 10 đến 20 lần so với sự tăng đột biến của virus SARS từ năm 2002. Điều này có thể cho phép SARS-CoV-2 lây lan dễ dàng hơn từ người sang người so với virus trước đó.

Mặc dù có sự tương đồng về trình tự và cấu trúc giữa các gai của hai loại virus, nhưng ba kháng thể khác nhau chống lại virus SARS 2002 không thể liên kết thành công với protein tăng đột biến SARS-CoV-2. Điều này cho thấy rằng, các chiến lược điều trị dựa trên vắc-xin và kháng thể tiềm năng sẽ là hướng duy nhất đối với virus mới.

Tiến sĩ Barney Graham, Phó Giám đốc VRC cho biết, chúng tôi hy vọng những phát hiện này sẽ hỗ trợ trong việc chế tạo vắc-xin và phát triển các phương pháp điều trị COVID-19.

Các nhà khoa học hiện đang ưu tiên nghiên cứu các vắc-xin có khả năng nhắm đến protein tăng đột biến SARS-CoV-2. Họ cũng hy vọng vào việc sử dụng protein tăng đột biến để phân lập kháng thể từ những người đã hồi phục sau khi bị nhiễm coronavirus mới. Nếu được sản xuất với số lượng lớn, các kháng thể như vậy có thể được sử dụng để điều trị nhiễm trùng mới trước khi có vắc-xin. Ngoài ra, các nhà nghiên cứu của NIH đang theo đuổi các phương pháp khác để điều trị virus.

Tham khảo: Cấu trúc của Cry Cryo-EM của năm 2019-nCoV trong sự hình thành tiền đề xuất của Daniel Wrapp, Nianshuang Wang, Kizzmekia S. Corbett, Jory A. Goldsmith, Ching-Lin Hsieh, Olubukola Abiona, Barney S. Graham McLellan, ngày 19 tháng 2 năm 2020, Khoa học .

DOI: 10.1126 / khoa học.abb2507

VH (TNNN) theo https://scitechdaily.com/targets-for-vaccines-and-treatments-revealed-by-novel-coronavirus-structure/