 |
| (ảnh sưu tầm) |
Giải mã vi rút sốt xuất huyết Tây sông Nile và phát triển vắc-xin sốt rét mở đường cho liệu pháp bảo vệ
Giải mã vi rút sốt xuất huyết Tây sông Nile Tháng 3/2014. Giải mã sốt xuất huyết, virus Tây sông Nile (West Nile): Các bước thực hiện hướng tới việc kiểm soát các vấn đề y tế công cộng đang gia tăng. Bệnh sốt xuất huyết và sốt Tây song Nile (West Nile) là bệnh lây truyền do muỗi ảnh hưởng đến hàng trăm triệu người trên thế giới mỗi năm, nhưng không có thuốc chủng ngừa chống lại những virus có liên quan đến các bệnh này. Một nhóm các nhà khoa học tại Đại học Michigan và Đại học Purdue đã khám phá ra một khía cạnh quan trọng cả đến cách mà virus nhân lên trong các tế bào của vật chủ và làm thế nào chúng lôi kéo hệ thống miễn dịch khi chúng lây lan. Trong một nghiên cứu công bố trực tuyến vào ngày 6/2/2014 trên tạp chí Science, các nhà nghiên cứu dẫn đầu bởi Janet Smith của Viện Khoa học đời sống U-M lần đầu tiênmô tả cấu trúc của một loại protein giúp virus nhân lên và lây nhiễm. "Nhìn thấy cấu trúc của protein quan trọng này cung cấp một mục tiêu cho việc tạo ra một vắc-xin tiềm năng hoặc thậm chí một loại thuốc điều trị", Smith nói. Protein có tên gọi là NS1, được sản xuất ở bên trong các tế bào bị nhiễm, ở đó nó đóng một vai trò quan trọng trong sự sao chép của virus. NS1 cũng được phóng thích vào máu, nơi đó nó có thể giúp che giấu sự lây nhiễm tránh hệ thống miễn dịch của bệnh nhân và có thể đóng một vai trò trong việc xuất huyết được nhìn thấy ở các bệnh nhân bị bệnh sốt xuất huyết nặng. Các virus Sốt xuất huyết vàTây sông Nile (West Nile) thuộc họ flavivirus, bao gồm cả bệnh sốt vàng và một số virus gây ra viêm não. Sốt xuất huyết, nổi lên như một vấn đề y tế công cộng trong những năm1950s, lưu hành ở phần lớn các nước dọc theo vành đai xích đạo và đã được báo cáo ở miền nam Hoa Kỳ, theo Trung tâm kiểm soát và phòng ngừa dịch bệnh (Centers for Disease Control and Prevention) Hoa Kỳ. Virus Tây sông Nile xuất hiện lần đầu ở Bắc Mỹ vào năm 1999 và nhanh chóng lan rộng đến tất cả 48 tiểu bang với gần 3.000 ca được báo cáo trong năm 2013. Bệnh sốt xuất huyết ảnh hưởng đến 400 triệu người trên toàn thế giới mỗi năm.  | Mặt bên ngoài của protein NS1 flavivirus (đường ở trong các quả bóng màu xám)
bị phơi nhiễm trên bề mặt các tế bào bị nhiễm bệnh mà nó có thể tương tác với
hệ miễn dịch. Bề mặt này cũng bị phơi nhiễm với các hạt NS1được bài tiết hiện
diện trong huyết thanh bệnh nhân.
Hình nền cho thấy màng nhân tạo bao phủ protein NS1. |
Smith và các đồng nghiệp đã tạo ra hình ảnh của protein bằng cách sử dụng tinh thể học tia X, một kỹ thuật sử dụng chùm tia X để lập bản đồ về vị trí của các nguyên tử trong một tinh thể. Smith nói: "Phân lập protein để nghiên cứu nó là một thách thức đối với các nhà nghiên cứu, một khi chúng ta khám phá ra cách để làm điều đó, nó kết tinh rất đẹp". Các nhà nghiên cứu đã theo đuổi protein này trong nhiều năm bởi vì cả vai trò của nó trong sự sao chép và phóng thích duy nhất vào máu đánh dấu nó như là một mục tiêu trong điều trị nhiễm trùng. Richard Kuhn, giáo sư và trưởng khoa của khoa học sinh học và Gerald và Edna Mann Giám đốc Trung tâm Khoa học sinh học (Bioscience Center) Bindley tại Đại học Purdue cho biết: "Có được cấu trúc của NS1 là một bước tiến lớn trong sự hiểu biết và sử dụng protein có lợi cho chúng tôi, hiểu biết các protein được cấu trúc như thế nào cung cấp một con đường dễ dàng hơn để tìm hiểu vai trò của nó trong vòng đời của virus. Bây giờ chúng ta biết được các phần của protein, nhắm mục tiêu trong phát triển thuốc để đóng cửa và ngăn chặn sự tiến triển của nhiễm trùng". Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng NS1 có cấu trúc 3-D với hai mặt riêng biệt, một mặt sao chép của virus trong tế bào nó gây nhiễm và mặt khác là các hệ thống miễn dịch bên ngoài các tế bào bị nhiễm bệnh. Theo Smith: "Hai mặt của NS1 xác định các khu vực chịu trách nhiệm hai chức năng chính của nó, sự hiểu biết này sẽ hướng dẫn nghiên cứu trong tương lai trong việc mổ xẻ và nhắm mục tiêu vào các khu vực này trong dự phòng hoặc điều trị bệnh". Sốt xuất huyết gây ra những thách thức đặc biệt đối với các nhà nghiên cứu trong việc phát triển vắc-xin. Bệnh được gây ra bởi bất kỳ của một trong bốn typ virus được lan truyền bởi muỗi, người bị nhiễm bởi một typ thường có các triệu chứng giống như cúm, mặc dù đau khớp và đau cơ trầm trọng là phổ biến. Tuy nhiên, nếu sau đó bị đốt bởi một con muỗi mang một trong 4 typ khác thì sự phơi nhiếm lần thứ hai có thể dẫn đến bệnh nặng và tử vong, cú đấm một-hai này là rất phức tạp để phát triển một loại vắc xin: "Chúng tôi không muốn mọi người bị bệnh sốt xuất huyết nghiêm trọng bằng cách tạo ra sự phơi nhiễm đầu tiên của họ với virus trong một dạng của một loại vắc xin". Phát triển một bức tranh rõ ràng hơn về protein NS1 tương tác với hệ miễn dịch như thế nào và sự ảnh hưởng đến bệnh có thể mở đường cho các nhà nghiên cứu phát triển một loại vắc-xin bảo vệ con người mà không vô tình làm tăng nguy cơ. "Bây giờ chúng ta hiểu được cấu trúc của protein, chúng ta có thể vận dụng nó để thăm dò chức năng cụ thể", Kuhn nói: "Điều này có thể dẫn đến một cách để ngăn chặn bất kỳ các gì gây hại cho hệ thống miễn dịch". Nghiên cứu đòi hỏi một loạt các nhà khoa học trong các lĩnh vực khác nhau, Smith nói: “đầu tiên, các nhà nghiên cứu trong phòng thí nghiệm Smith kết tinh protein (Smith lab crystallized the protein) tại Trung tâm cấu trúc sinh học của LSI (LSI's Center for Structural Biology), sau đó họ đặt các tinh thể trong một chùm tia X tại Nguồn Photon cao cấp ở Phòng thí nghiệm quốc gia Argonne (Argonne National Laboratory) ở Illinois để tạo ra một bản đồ của protein, họ đã sử dụng bản đồ để xây dựng một cấu trúc 3-D về nguyên tử một cách chi tiết”. Phòng thí nghiệm của Georgios Skiniotis, cũng ở tại LSI của UM, sử dụng kính hiển vi điện tử để chứng tỏ NS1 liên kết như thế nào với màng của tế bào bị nhiễm bệnh, điều mà các nhà nghiên cứu nghi ngờ sẽ được liên kết với cả sao chép của virus và tránh hệ thốngmiễn dịch. Phòng thí nghiệm Kuhn tại Purdue cho thấy sự liên kết màng là quan trọng như thế nào trong việc sao chép của virus bên trong tế bào. "Chúng tôi đang hợp tác với các nhà virus học tại Purdue để hiểu chính xác làm thế nào hai mặt của NS1 giúp virus tồn tại và phát triển mạnh ở bệnh nhân", Smith nói: "Những nghiên cứu này của các bước tiếp theo là hướng đến một thuốc chủng ngừa hoặc một thuốc kháng virus". Phát triển vắc-xin sốt rét mở đường cho liệu pháp bảo vệNgày 18/2/2014-Các nhà khoa học đã thực hiện một đóng góp quan trọng đối với sự phát triển của một vaccine chủng ngừa bệnh sốt rét. Cho đến nay, việc phát triển vaccine sốt rét đang gặp thách thức, một vaccine phải kết hợp các protein quan trọng từ ký sinh trùng sốt rét, điều này sẽ kích hoạt sản xuất kháng thể bởi hệ miễn dịch, các protein này có một cấu trúc phức tạp và khó khăn để sản xuất. Hiện nay các nhà khoa học tại Đại học Edinburgh đã tìm ra một cách mới để sản xuất protein mà có thể dẫn đến sản xuất ra vaccine sốt rét dễ dàng và rẻ tiền. Họ đã phát triển chúng trong một sinh vật thủy sinh đơn bào nhỏ xíu, mà cấu trúc sinh học của chúng giống với cấu trúc sinh học của ký sinh trùng sốt rét. Sinh vật và các protein có thể nhân lên một cách nhanh chóng trong phòng thí nghiệm. Các nhà khoa học đã thực hiện một đóng góp quan trọng đối với sự phát triển của một vaccine để phòng ngừa bệnh sốt rét, đã thử nghiệm một hình thức sơ bộ về một vaccine chống căn bệnh này, căn bệnh được lan truyền qua vết cắn của muỗi và giết chết hơn 600.000 người mỗi năm. Trong các thử nghiệm ở chuột, một vaccine sốt rét được phát triển bằng cách sử dụng các protein ký sinh trùng của con người được gọi là MSP -1- BBM kích hoạt hệ thống miễn dịch sản xuất kháng thể trong máu. Những kháng thể này được chứng minh đáp ứng với ký sinh trùng sốt rét ở người, chỉ ra rằng vaccine có thể sẽ gây ra phản ứng miễn dịch nếu nó được sử dụng ở người. Các nhà nghiên cứu hy vọng phát triển vaccine cần thử nghiệm thêm với mục tiêu sản xuất một liệu pháp sẽ có hiệu lực ở người. Các nhà khoa học nói rằng có một nhu cầu bức thiết cho phương pháp điều trị mới bởi vì nhiều chủng gây bệnh đang trở nên kháng với các thuốc hiện có, trẻ em và phụ nữ mang thai ở vùng cận Saharan châu Phi là quần thể đặc biệt có nguy cơ. Nghiên cứu, thực hiện trong sự phối hợp với các công ty Cilia AG của Đức và công bố trên tạp chí PLoS one, nhận được tài trợ bởi Liên minh châu Âu (European Union). Tiến sĩ David Cavanagh, thuộc Đại học Khoa học sinh học Edinbrgh và là trưởng nhóm nghiên cứu cho biết: "Có một nhu cầu tuyệt vọng về một loại vaccine có hiệu quả, có thể được thực hiện một cách dễ dàng với số lượng lớn nhằm bảo vệ chống lại căn bệnh tàn phá này, phát hiện của chúng tôi đáp ứng thách thức này và với việc nghiên cứu nhiều hơn có thể dẫn đến một vaccine để giúp đỡ những người có nguy cơ cao”.
|
TRANG CHỦ
