SARS-CoV-2 sử dụng phân tử đường để xâm nhập vào tế bào người

Bình luận Ánh Dương • 11:33, 13/11/21

Giúp NTDVN sửa lỗi

Các nhà khoa học ngày càng hiểu rõ về con đường mà SARS-CoV-2 sử dụng để xâm nhập vào tế bào người.

Theo một nghiên cứu do Đại học Alberta dẫn đầu, các phân tử đường được tìm thấy trên bề mặt tế bào người bị lây nhiễm COVID-19.

Matthew Macauley, giáo sư Khoa Hóa học và Chủ tịch nghiên cứu về Glycoimmunology của Canada cho biết: “Vấn đề được phát hiện ở đây là virus đang tận dụng hoặc sử dụng glycans của vật chủ, hoặc phân tử đường của vật chủ, để truy cập vào các tế bào’. Ông nói: “Phương thức hoạt động của virus xâm nhập này không phải là chưa từng có. Tuy nhiên, điều đáng ngạc nhiên là nó đã không thực sự được phát hiện".

Như một số loại virus khéo ngụy trang khác, các protein ngoài màng SARS-CoV-2 được bao phủ một lớp "bọc đường" glycan ngụy trang để trốn tránh hệ miễn dịch của con người. Những loại phân tử đường này, được tạo ra từ axit sialic và một loại phân tử sinh học cần thiết cho cấu trúc tế bào, lưu trữ năng lượng và điều hòa hệ thống.

Giáo sư Macauley giải thích rằng có đến 50% các loại virus lây nhiễm sang tế bào của chúng ta, trong đó nổi tiếng nhất là bệnh cúm, chúng liên kết với đường trong các thụ thể của tế bào, để tiếp cận và lây nhiễm tế bào.

Vòng đời của SARS-CoV-2

Theo Tiasang, mỗi hạt virus SARS-CoV-2 được phủ 24-40 protein gai trên bề mặt. Khác với gai tương đối cứng của virus cúm, các gai của SARS-CoV-2 cực kỳ linh hoạt với cấu trúc khớp nối tại ba điểm. Điều này cho phép các gai xoay trở, lắc lư quét qua bề mặt tế bào để tìm kiếm vị trí thụ thể gắn kết.

Quá trình xâm nhập vào tế bào của SARS-CvO-2.
Vòng đời của SARS-CvO-2. Nguồn: Hui (Ann) Liu, Univ. Utah; Đồ họa: Nik Spencer/Nature.

Ngay từ đầu đại dịch, các nhà nghiên cứu đã xác định được “miền gắn thụ thể” của SARS-CoV-2 gắn vào thụ thể ACE2 phổ biến trên màng tế bào phổi và hầu họng tương tự như SARS-CoV nhưng mạnh hơn 2-4 lần nhờ các hàng loạt các biến đổi cấu trúc giúp “miền gắn thụ thể” trở nên ổn định hơn.

Các biến thể đáng lo ngại của SARS-CoV-2 có xu hướng bị đột biến tại tiểu đơn vị S1 chứa “miền gắn thụ thể” (cũng như đột biến tại tiểu đơn vị S2 đóng vai trò giúp virus hòa màng xâm nhập tế bào).

Biến thể Alpha mang 17 thay đổi trong trình tự protein gai, khiến “miền gắn thụ thể” dễ dàng trồi lên để bám bắt thụ thể hơn, tăng khả năng lây nhiễm tế bào.

Biến thể Delta đang hoành hành khắp thế giới cũng mang nhiều đột biến tại tiểu đơn vị S1, bao gồm ba đột biến tại “miền gắn thụ thể”, giúp cải thiện khả năng liên kết với thụ thể ACE2 cũng như trốn tránh hệ miễn dịch.

Xâm nhập

Một khi virus bám được vào thụ thể ACE2, các protein khác của tế bào vật chủ sẽ kích hoạt một quá trình hòa màng giúp virus xâm nhập vào bên trong tế bào.

SARS-CoV sử dụng hai con đường xâm nhiễm tế bào khác nhau thông qua hai enzyme protease (men li giải protein): TMPRSS2 hoặc cathepsin L. SARS-CoV thường thông qua cathepsin L để xâm nhập tế bào, nhưng cũng thường bị protein kháng virus của tế bào bắt giữ.

Nhưng SARS-CoV-2 thì khác với SARS-CoV, nó sử dụng hiệu quả enzyme TMPRSS2 có số lượng lớn trên bề mặt tế bào hô hấp. TMPRSS2 cắt tiểu đơn vị S2, khiến amino acid kị nước của protein gai lộ ra và mau chóng vùi vào màng tế bào, tách màng tế bào ra như mở khóa kéo để màng virus hòa vào.

Mặc dù các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng khả năng lây nhiễm tế bào của virus giảm từ hai đến 10 lần khi việc sản xuất đường trên các thụ thể của tế bào bị chặn lại, nhưng giáo sư Macauley cho rằng quá trình này vẫn chưa được hiểu đầy đủ để phát triển ngay lập tức một liệu pháp điều trị.

Ông nói: “Vì SARS-CoV-2 không ngừng phát triển nên một biến thể tiến hóa với khả năng lây nhiễm phụ thuộc vào đường sẽ khá đáng lo ngại, kiến thức của chúng tôi cho phép chúng tôi theo dõi một biến thể như vậy”, ông nói.

Các kết quả từ nghiên cứu ủng hộ công việc tương tự của một trong những đồng tác giả của bài báo, Lori West, Chủ tịch nghiên cứu về Cấy ghép tim tại Khoa Y & Nha khoa Canada, người đang cố gắng tìm hiểu lý do tại sao những người có nhóm máu A lại dễ mắc bệnh COVID-19 và dễ bị nhiễm trùng nặng hơn.

Giờ đây, với khả năng tiếp cận các biến thể được quan tâm, Klassen cho biết nhóm của ông đang khám phá xem liệu các biến thể đều có đặc tính liên kết đường tương tự hay liệu những đột biến này có thực sự dẫn đến những thay đổi trong khả năng nhận ra cấu trúc cụ thể của chúng hay không.

(t/h)

Bạn bình luận gì về tin này?

Khoa học Nhân thể


BÀI CHỌN LỌC

SARS-CoV-2 sử dụng phân tử đường để xâm nhập vào tế bào người