Giải pháp phòng ngừa sốt xuất huyết hoàn hảo?

Vắc-xin tạo ra các kháng thể chống lại vi rút gây bệnh sốt xuất huyết và vô hiệu hóa các vi rút có liên quan đến sốt xuất huyết.

Vi rút sốt xuất huyết có khả năng gây ra dịch bệnh lớn, gây tử vong, xuất huyết nội, đã thu hút sự chú ý của thế giới trong vụ dịch Ebola bùng phát năm 2014 - 2016 ở Tây Phi.

Những mầm bệnh này gây chết người cao, hay thay đổi theo mùa và mô hình địa lý, kết hợp với việc thiếu các liệu pháp phòng ngừa, đã làm thất vọng các nỗ lực khoa học và y tế công cộng nhằm ngăn chặn sự bùng phát lâu hơn so với các dịch bệnh gần đây. Nhiệm vụ cuối cùng của những nỗ lực đó là phát triển một loại vắc-xin vạn năng có tác dụng phòng ngừa nhiều loại vi rút và thiết kế các liệu pháp kháng thể phổ rộng khác để nhanh chóng điều trị cho những người đã bị nhiễm bệnh.

Trong một nghiên cứu nhỏ nhưng sáng giá, các nhà khoa học trường y Harvard đã báo cáo rằng, các kháng thể được tạo ra bởi vắc-xin có thể chống lại một loại vi rút sốt xuất huyết – vi rút Junin – và có thể vô hiệu hóa thành công một trong những vi rút liên quan - vi rút Machupo. Các thí nghiệm được tiến hành trong ống nghiệm sử dụng các kháng thể thu được từ một người nhận vắc-xin.

Các nhà nghiên cứu cho biết: “Mặc dù chỉ giới hạn ở 2 loại vi rút từ họ gia đình vi rút, nhưng kết quả đã tạo tiền đề cho việc thiết kế các liệu pháp phổ rộng có thể chống lại nhiều hoặc tất cả các thành viên của một gia đình vi rút, mặc dù có sự khác biệt đáng kể về cấu trúc phân tử”.

Các phát hiện được công bố vào ngày 14 tháng 5 trên tạp chí Truyền thông tự nhiên (Nature Communications), dựa trên các báo cáo riêng lẻ rằng người và loài linh trưởng được tiêm vắc-xin để phòng ngừa vi rút sốt xuất huyết Junin dường như kiên cường hơn so với việc tiêm vắc-xin để phòng ngừa vi rút Machupo. Tuy nhiên, nghiên cứu mới cung cấp bằng chứng phân tử đầu tiên về những gì cho đến nay chỉ đơn thuần là những quan sát giai thoại. Nó cũng xác định điểm chung, được bảo tồn trên cả hai loại vi rút khiến chúng không thể tự vệ với cùng kháng thể.

Tác giả nghiên cứu cao cấp Jonathan Abraham, trợ lý giáo sư vi sinh và miễn dịch học tại trường Y Harvard và một chuyên gia về bệnh truyền nhiễm tại Bệnh viện Brigham and Women cho biết: “Phát hiện của chúng tôi làm tăng khả năng trêu ngươi trong việc thiết kế các liệu pháp phổ quát sử dụng kháng thể được tạo ra từ một loại vắc-xin như một cách để ngăn chặn hoặc điều trị các loại vi rút khác mà không còn loại vi rút nào. Chúng tôi tin rằng kết quả của chúng tôi là một bước theo hướng đó”.

Nhóm nghiên cứu cho biết, thật sự cần thiết phải phát triển các liệu pháp như vậy, thậm chí còn nghiêm trọng hơn trong thời đại mà các vi rút trước đây chỉ giới hạn ở một khu vực, nhưng hiện tại đang xuất hiện ở các khu vực địa lý mới, làm tăng đáng kể nguy cơ bùng phát dịch bệnh sốt xuất huyết.

Vi rút sốt xuất huyết Junin và Machupo thuộc họ Arenaviridae, bao gồm hơn 30 loại vi rút. Trong số đó, có 5 loại vi rút được biết đến là gây ra bệnh sốt xuất huyết ở người tại Nam Mỹ.

Mặc dù cũng có những vi rút từ các gia đình vi rút khác đôi khi có thể gây ra bệnh sốt xuất huyết, nhưng các thành viên của gia đình họ vi rút arenavirus được coi là vi rút sốt xuất huyết thực sự nguy hiểm. Nhiễm trùng do họ vi rút này gây ra được biểu hiện bởi tổn thương mạch máu và chảy máu nghiêm trọng ở nhiều cơ quan. 15 - 30% người bị nhiễm một trong những vi rút này có các triệu chứng nghiêm trọng và đã tử vong.

Trước khi phát triển vắc-xin để phòng ngừa vi rút sốt xuất huyết Junin vào những năm 1980, thì loại vi rút Junin này đã gây ra khoảng 30.000 ca nhiễm trùng có triệu chứng ở Argentina. Vắc-xin phòng ngừa vi rút Junin chứa một dạng vi rút yếu, gây miễn dịch và bảo vệ khoảng 95% những người mắc bệnh. Do đó, tỷ lệ mắc bệnh sốt xuất huyết ở Argentina đã giảm đáng kể từ 2.000 trường hợp xuống còn 50 đến 60 trường hợp mỗi năm. Sự bùng phát dịch bệnh sốt xuất huyết do vi rút Machupo gây ra tương đối nhỏ hơn và có ít hơn 100 người mắc bệnh tại cùng một thời điểm.

Một lần nữa, tác giả nghiên cứu cấp cao Abraham chỉ ra, cho đến khi bùng phát dịch bệnh sốt xuất huyết năm 2014-2016 tại Tây Phi, dịch Ebola cũng đã gây ra những vụ dịch lẻ tẻ, nhỏ hơn ảnh hưởng từ hàng chục đến hàng trăm người. Ông Abraham cho biết: “Chúng tôi có thể dự đoán một cách chính xác hành vi vi rút trong tương lai dựa trên những người trước đây. Đây là lý do tại sao việc phát triển các chiến lược phòng ngừa và điều trị phòng ngừa là rất quan trọng”.

Từ những năm 1980, các nhà khoa học đã cố gắng tái tạo thành công vắc-xin phòng ngừa vi rút sốt xuất huyết Junin bằng cách phát triển một loại vắc-xin có tác dụng chống lại nhiều hoặc tất cả các loại vi rút trong cùng một họ vi rút.

Theo truyền thống, các nhà khoa học đã tìm ra một điểm chung giữa các loại vi rút có liên quan: các vi rút đều có chung xu hướng sử dụng cùng một đối tượng của chúng - có thể là động vật hoặc người - một loại “khóa phân tử”, được gọi là vị trí gắn kết thụ thể protein (RBS - Receptor Binding Site – Vị trí gắn kết thụ thể), phù hợp với protein bề mặt trên tế bào chủ giống như một chìa khóa trong ổ khóa. RBS (RBS - Receptor Binding Site – Vị trí gắn kết thụ thể) có xu hướng được bảo tồn tốt giữa các thành viên trong cùng một gia đình vi rút, bởi sự tiến hóa không khuyến khích đột biến thường xuyên đến một cấu trúc rất quan trọng cho một sinh vật sống sót.

Trong thập kỷ qua, các nhà nghiên cứu đã phát triển các phương pháp điều trị bằng kháng thể là bắt chước “khóa” của các tế bào chủ như là một cách để đánh lừa vi rút nghĩ rằng nó gắn liền với tế bào chủ, trên thực tế, nó đã bị khóa trong một kháng thể khiến nó không có khả năng xâm nhập và lây nhiễm tế bào chủ. Nhưng, như thường lệ trường hợp trong âm mưu tiến hóa, vẫn có một sự thay đổi, Áp-ra-ham giải thích.

Dù là vi rút tự nhiên, hay vi rút mục tiêu phát triển theo thời gian, thì các dấu chân, hoặc cấu hình của khóa phân tử của vi rút là RBS (RBS - Receptor Binding Site – Vị trí gắn kết thụ thể). Sự thay đổi này đảm bảo khả năng tương thích vi rút với vật chủ và cuối cùng là sự sống sót của vi rút. Vi rút giới hạn trong các khu vực địa lý nhất định và các vật chủ lưu trữ cụ thể cho các khu vực đó biến đổi cùng với các mục tiêu của chúng. Do đó, các thành viên của cùng một họ vi rút cư trú ở các khu vực địa lý khác nhau và tiếp xúc với các vật chủ khác nhau sẽ có cả điểm tương đồng và khác biệt trong RBS của chúng.

Ông Abraham cho biết: “Ngay cả trong số các vi rút có liên quan và chia sẻ sự tương đồng trong cấu trúc phân tử của các vị trí gắn kết thụ thể của chúng, bạn vẫn kết thúc với một mức độ biến đổi đáng kể”. Các nhà nghiên cứu cho biết, đã nỗ lực để tạo ra các kháng thể có tác dụng phòng ngừa rộng đối với một loại vi rút gây sốt xuất huyết như một cách để vô hiệu hóa những vi rút khác. Tuy nhiên, trong nghiên cứu mới đây, các nhà nghiên cứu đã xác định được một phần rất nhỏ trong các khóa phân tử được sử dụng bởi vi rút sốt xuất huyết Junin và vi rút Machupo giống hệt nhau, và phản ứng với cùng một kháng thể, khiến cả hai loại vi rút này nhạy cảm với cùng một loại vắc-xin.

Khi thí nghiệm chúng, nhóm nghiên cứu lấy kháng thể từ một người đã tiêm vắc-xin Junin từ hai năm trước. Nhóm nghiên cứu tập trung vào một tập hợp các tế bào miễn dịch được gọi là tế bào B bộ nhớ. Là những tế bào lưu giữ lâu dài các ký ức từ những lần gặp vi rút trước đó, những tế bào này lưu trữ các thành phần và công thức để tạo ra các kháng thể bảo vệ chống lại những vi rút đã nhớ này. Khi những tế bào này gặp phải cùng một loại vi rút sau đó, chúng nhanh chóng loại bỏ công thức và tăng cường sản xuất kháng thể để vô hiệu hóa các vi rút này. Chính từ những tế bào này, các nhà khoa học đã phân lập được một số kháng thể đặc hiệu Junin được phát triển do kết quả của việc tiêm ngừa trong quá khứ. Tiếp theo, họ đã thử nghiệm một món ăn trong phòng thí nghiệm những kháng thể này với sự gắn kết RBS (RBS - Receptor Binding Site – Vị trí gắn kết thụ thể) của vi rút Machupo. Hai trong số ít kháng thể kết thúc với nó.

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng phương pháp tinh thể học tia X để xác định vị trí chính xác và các chi tiết phân tử khác về sự tương tác giữa RBS (RBS - Receptor Binding Site – Vị trí gắn kết thụ thể) của vi rút và hai kháng thể. Kỹ thuật trực quan xác định vị trí chính xác nơi vi rút và kháng thể bám vào nhau một phần giống nhau về mặt di truyền được chia sẻ bởi cả vi rút Machupo và vi rút Junin. Các nhà nghiên cứu cho biết, đó chính là một vết nứt phân tử làm cho cả hai loại vi rút dễ bị tổn thương với cùng kháng thể vắc-xin. Phần này của vi rút Khóa phân tử là một mục tiêu đầy hứa hẹn để phát triển các liệu pháp kháng thể chống lại nhiều loại vi rút sốt xuất huyết.

Junin và Machupo là những vi rút gây sốt xuất huyết có liên quan mật thiết nhất với họ vi rút Arenavirus. Mặc dù vậy, hơn một nửa phân tử RBS (RBS - Receptor Binding Site – Vị trí gắn kết thụ thể) của chúng là khác nhau. Tuy nhiên, những phát hiện mới cho thấy rằng các khu vực dễ bị tổn thương phổ biến như vậy có thể tồn tại giữa các thành viên khác trong gia đình họ vi rút Arenavirus.

Theo ông Abraham: “Cách tiếp cận này có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc kiểm soát sự lây nhiễm của con người và hậu quả tàn khốc nhất của nó là một mục tiêu khó nắm bắt. Khi chúng ta có được khả năng xử lý tốt hơn các bộ phận nhỏ hơn được chia sẻ trên tất cả các loại vi rút, chúng ta có thể bắt đầu chú ý đến các liệu pháp nhắm mục tiêu chính xác mới được tạo ra để hoạt động trên các khu vực bảo tồn trên nhiều loài vi rút”.

Nguồn: https://hms.harvard.edu/
Lược dịch: Bs.Nguyễn Hữu Tùng và cộng sự