Cụ thể, các nhà khoa học tại Đại học bang Ohio (Mỹ) đã phát triển các đoạn protein (gọi là peptit) vừa khít với rãnh trên gai protein của virus SARS-CoV-2, thường được loại virus này sử dụng để tiếp cận tế bào chủ. Các peptit này như một bản sao của loại protein thực trên bề mặt tế bào mà virus định xâm nhập, từ đó có hiệu quả đánh lừa virus tự động liên kết và sẽ vô hiệu hóa virus.
Sản xuất peptit để hòa lẫn trong chất khử trùng bề mặt nhằm bất hoạt virus
Nghiên cứu trước đây đã xác định rằng, virus SARS-CoV-2 liên kết với một protein thụ thể trên bề mặt tế bào đích được gọi là ACE2. Thụ thể này nằm trên một số loại tế bào nhất định trong phổi và khoang mũi của con người, cung cấp cho SARS-CoV-2 nhiều điểm tiếp cận để lây nhiễm vào cơ thể.
Để thực hiện công trình nghiên cứu này, các nhà khoa học của Đại học bang Ohio đã thiết kế và thử nghiệm các peptit giống ACE2 đủ để “thuyết phục” SARS-CoV-2 liên kết với chúng. Hành động này ngăn chặn khả năng xâm nhập vào bên trong tế bào của virus. Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Bioconjugate Chemistry số tháng 1.
Trợ lý giáo sư, Tiến sĩ Amit Sharma, Đại học bang Ohio, đồng tác giả của nghiên cứu cho biết: “Mục tiêu của chúng tôi là bất cứ khi nào SARS-CoV-2 tiếp xúc với các peptit, virus sẽ bị bất hoạt. Điều này là do gai protein của virus đã liên kết với một thứ khác thay vì liên kết với tế bào”.
Theo ông Amit Sharma, để làm được điều này, phải tiếp cận với virus trong khi nó vẫn ở bên ngoài tế bào.
Nhóm nghiên cứu của bang Ohio dự kiến sẽ sản xuất các peptit này để hòa lẫn trong chất khử trùng bề mặt dạng xịt hoặc khí dung, cùng một số các ứng dụng khác, để chặn SARS-CoV-2 đang tồn tại xâm nhập vào các tế bào mục tiêu.
Tiến sĩ Ross Larue, Đại học bang Ohio, đồng tác giả cho biết: “Với kết quả tạo ra từ các peptit này, chúng tôi có đủ cơ sở để chuyển sang bước phát triển sản phẩm”.
Ảnh đồ họa sự tương tác giữa cấu trúc gai protein của virus SARS-CoV-2 và thụ thể ACE2
Sẽ sử dụng phương pháp này trong điều trị Covid-19
Virus SARS-CoV-2 giống như tất cả các loại virus khác, thường xâm nhập vào các tế bào sống để tấn công các chức năng của tế bào, tạo ra các bản sao của chính chúng và gây nhiễm trùng. Sự nhân lên của virus rất nhanh, có thể áp đảo hệ thống vật chủ trước khi các tế bào miễn dịch tập hợp đủ mạnh để bảo vệ cơ thể.
Một lý do khiến SARS-CoV-2 có khả năng lây nhiễm cao là do nó liên kết rất chặt chẽ với thụ thể ACE2 vốn có nhiều trên các tế bào ở người và một số loài động vật khác. Gai protein trên bề mặt SARS-CoV-2 đã trở thành đặc điểm dễ nhận biết nhất, cũng là cơ sở cho sự thành công của nó trong việc gắn vào ACE2.
Tiến sĩ Sharma và các đồng nghiệp của ông đã kiểm tra chặt chẽ hình ảnh gai protein của SARS-CoV-2 và thụ thể ACE2, phóng to chính xác cách thức tương tác của chúng và những kết nối cần thiết để hai protein khớp vào vị trí. Họ chú ý đến một cái đuôi giống như dải băng xoắn ốc trên thụ thể ACE2, nó trở thành điểm khởi đầu cho việc thiết kế các peptit.
“Hầu hết các peptit mà chúng tôi thiết kế đều dựa trên dải băng tiếp xúc với gai protein. Chúng tôi tập trung vào việc tạo ra các peptit ngắn nhất có thể với các điểm tiếp xúc thiết yếu tối thiểu”, Tiến sĩ Sharma cho biết.
Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm một số peptit làm “chất ức chế cạnh tranh” không chỉ có thể liên kết an toàn với các gai protein của SARS-CoV-2 mà còn ngăn chặn hoặc giảm thiểu sự nhân lên của virus trong các tế bào nuôi cấy.
Trong các nghiên cứu tế bào, hai peptit, một có điểm tiếp xúc tối thiểu và một peptit khác lớn hơn, có hiệu quả trong việc giảm nhiễm SARS-CoV-2.
Tiến sĩ Sharma mô tả những phát hiện này là bước khởi đầu để họ phối hợp với nhóm các nhà virus học và nhà hóa dược để tiếp tục phát triển sản phẩm.
Tiến sĩ nói: “Chúng tôi đang thực hiện một cách tiếp cận đa hướng. Với những peptide này, chúng tôi đã xác định được những điểm tiếp xúc tối thiểu cần thiết để bất hoạt virus. Trong tương lai, chúng tôi có kế hoạch tập trung phát triển công nghệ này cho các mục đích điều trị".
“Mục tiêu là vô hiệu hóa virus một cách hiệu quả và mạnh mẽ, và hiện tại, do sự xuất hiện của các biến thể, chúng tôi quan tâm đến việc đánh giá công nghệ của mình chống lại các đột biến mới xuất hiện”, ông cho biết.