Nghiên cứu Y - Dược Thứ ba, ngày 28/4/2020

Các nhà nghiên cứu xác định các tế bào có khả năng bị virus COVID-19 nhắm mục tiêu

Nghiên cứu tìm thấy các tế bào cụ thể trong phổi, đường mũi và ruột dễ bị nhiễm COVID-19 hơn.

Ảnh minh họa
Ảnh minh họa
Các nhà nghiên cứu tại MIT; Viện Ragon của MGH, MIT và Harvard; và Viện Broad của MIT và Harvard; cùng với các đồng nghiệp từ khắp nơi trên thế giới đã xác định được các loại tế bào cụ thể dường như là mục tiêu của coronavirus đang gây ra đại dịch Covid-19.

Sử dụng dữ liệu hiện có về RNA được tìm thấy trong các loại tế bào khác nhau, các nhà nghiên cứu có thể tìm kiếm các tế bào thể hiện hai loại protein giúp virus SARS-CoV-2 xâm nhập vào tế bào người. Họ tìm thấy tập hợp các tế bào trong phổi, đường mũi và ruột biểu hiện RNA cho cả hai loại protein này nhiều hơn các tế bào khác.

Các nhà nghiên cứu hy vọng rằng những phát hiện của họ sẽ giúp hướng dẫn các nhà khoa học đang nghiên cứu phát triển các phương pháp điều trị thuốc mới hoặc thử nghiệm các loại thuốc hiện có có thể được tái sử dụng để điều trị Covid-19.

"Mục tiêu của chúng tôi là đưa thông tin ra cộng đồng và chia sẻ dữ liệu càng sớm càng tốt cho con người, để chúng tôi có thể giúp đẩy nhanh những nỗ lực đang diễn ra trong cộng đồng khoa học và y tế", Alex K. Shalek, Phát triển nghề nghiệp Pfizer-Laubach nói Phó giáo sư hóa học, thành viên nòng cốt của Viện khoa học và kỹ thuật y tế MIT (IMES), thành viên ngoại khóa của Viện nghiên cứu ung thư tích hợp, một thành viên của Viện Ragon và là thành viên của Viện tại Viện Broad.

Shalek và Jose Ordovas-Montanes, một cựu nghiên cứu sinh của MIT hiện đang điều hành phòng thí nghiệm của riêng mình tại Bệnh viện Boston, là tác giả cao cấp của nghiên cứu trên Cell . Các tác giả chính của bài báo là các sinh viên tốt nghiệp MIT Carly Ziegler, Samuel Allon và Sarah Nyquist; và Ian Mbano, một nhà nghiên cứu tại Viện nghiên cứu sức khỏe châu Phi ở Durban, Nam Phi.

ACE2 và TMPRSS2

Không lâu sau khi dịch SARS-CoV-2 bắt đầu, các nhà khoa học phát hiện ra rằng protein "tăng đột biến" liên kết với một thụ thể trên tế bào người được gọi là enzyme chuyển đổi angiotensin 2 (ACE2). Một protein khác của con người, một loại enzyme có tên TMPRSS2, giúp kích hoạt protein tăng đột biến coronavirus, để cho phép xâm nhập tế bào. Sự kết hợp và kích hoạt kết hợp cho phép virus xâm nhập vào tế bào chủ.

"Ngay sau khi chúng tôi nhận ra rằng vai trò của các protein này đã được xác nhận về mặt sinh hóa, chúng tôi bắt đầu tìm xem các gen đó nằm ở đâu trong bộ dữ liệu hiện tại của chúng tôi", Ordovas-Montanes nói. "Chúng tôi đã thực sự ở một vị trí tốt để bắt đầu điều tra các tế bào mà virus này có thể thực sự nhắm mục tiêu."

Phòng thí nghiệm của Shalek và nhiều phòng thí nghiệm khác trên thế giới đã thực hiện các nghiên cứu quy mô lớn về hàng chục ngàn tế bào người, linh trưởng không phải người và tế bào chuột, trong đó họ sử dụng công nghệ giải trình tự RNA đơn bào để xác định gen nào được bật trong loại tế bào cho trước. Từ năm ngoái, Nyquist đã xây dựng cơ sở dữ liệu với các đối tác tại Viện Broad để lưu trữ một bộ dữ liệu khổng lồ này ở một nơi, cho phép các nhà nghiên cứu nghiên cứu vai trò tiềm năng của các tế bào cụ thể trong nhiều loại bệnh truyền nhiễm.


Phần lớn dữ liệu đến từ các phòng thí nghiệm thuộc dự án Human Cell Atlas, với mục tiêu là lập danh mục các kiểu hoạt động gen đặc biệt cho mọi loại tế bào trong cơ thể người. Các bộ dữ liệu mà nhóm MIT sử dụng cho nghiên cứu này bao gồm hàng trăm loại tế bào từ phổi, đường mũi và ruột. Các nhà nghiên cứu đã chọn những cơ quan đó cho nghiên cứu Covid-19 vì bằng chứng trước đây đã chỉ ra rằng virus có thể lây nhiễm cho từng người trong số họ. Sau đó, họ so sánh kết quả của họ với các loại tế bào từ các cơ quan không bị ảnh hưởng.

"Bởi vì chúng tôi có kho thông tin đáng kinh ngạc này, chúng tôi đã có thể bắt đầu xem xét những gì có thể là các tế bào mục tiêu bị nhiễm virus" Shalek nói. "Mặc dù các bộ dữ liệu này không được thiết kế đặc biệt để nghiên cứu Covid, nhưng hy vọng nó đã giúp chúng tôi bắt đầu xác định một số điều có thể có liên quan ở đó."

Trong các mũi, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng các tế bào tiết ra từ cốc, sản xuất chất nhầy, thể hiện RNA cho cả hai loại protein mà SARS-CoV-2 sử dụng để lây nhiễm các tế bào. Trong phổi, họ đã tìm thấy các RNA cho các protein này chủ yếu trong các tế bào được gọi là pneumocytes loại II. Những tế bào này xếp thành phế nang (túi khí) của phổi và chịu trách nhiệm giữ cho chúng mở.

Trong ruột, họ phát hiện ra rằng các tế bào gọi là tế bào ruột hấp thụ, chịu trách nhiệm cho việc hấp thụ một số chất dinh dưỡng, thể hiện RNA cho hai loại protein này nhiều hơn bất kỳ loại tế bào ruột nào khác.

"Đây có thể không phải là câu chuyện đầy đủ, nhưng nó chắc chắn vẽ nên một bức tranh chính xác hơn nhiều so với nơi cánh đồng đứng trước đó", Ordovas-Montanes nói. "Bây giờ chúng tôi có thể nói với một số mức độ tin cậy rằng các thụ thể này được thể hiện trên các tế bào cụ thể trong các mô này."

ACE2 được kết nối với  interferon

Trong dữ liệu của họ, các nhà nghiên cứu cũng thấy một hiện tượng đáng ngạc nhiên - biểu hiện của gen ACE2 dường như tương quan với việc kích hoạt các gen được biết là được bật bởi interferon, một loại protein mà cơ thể tạo ra để đáp ứng với nhiễm virus. Để khám phá điều này hơn nữa, các nhà nghiên cứu đã thực hiện các thí nghiệm mới trong đó họ đã xử lý các tế bào nối với đường thở bằng interferon và họ phát hiện ra rằng phương pháp điều trị thực sự đã bật gen ACE2.

Interferon giúp chống lại nhiễm trùng bằng cách can thiệp vào sự nhân lên của virus và giúp kích hoạt các tế bào miễn dịch. Nó cũng bật một bộ gen đặc biệt giúp các tế bào chống lại nhiễm trùng. Các nghiên cứu trước đây đã đề xuất rằng ACE2 đóng vai trò giúp các tế bào phổi chịu đựng được thiệt hại, nhưng đây là lần đầu tiên ACE2 được kết nối với phản ứng interferon.

Phát hiện cho thấy các coronavirus có thể đã tiến hóa để tận dụng khả năng phòng vệ tự nhiên của tế bào chủ, chiếm đoạt một số protein để sử dụng.

"Đây không phải là ví dụ duy nhất về điều đó", Ordovas-Montanes nói. "Có những ví dụ khác về coronavirus và các loại virus khác thực sự nhắm vào các gen được kích thích bởi interferon như là cách xâm nhập vào tế bào. Theo cách nào đó, đó là phản ứng đáng tin cậy nhất của vật chủ."

Do interferon có rất nhiều tác dụng có lợi đối với nhiễm virut, nên đôi khi nó được sử dụng để điều trị các bệnh nhiễm trùng như viêm gan B và viêm gan C. Các phát hiện của nhóm MIT cho thấy vai trò tiềm năng của interferon trong việc chống lại Covid-19 có thể phức tạp. Một mặt, nó có thể kích thích các gen chống lại nhiễm trùng hoặc giúp các tế bào sống sót sau khi bị hư hại, nhưng mặt khác, nó có thể cung cấp thêm các mục tiêu giúp virus lây nhiễm nhiều tế bào hơn.

"Thật khó để đưa ra bất kỳ kết luận rộng rãi nào về vai trò của interferon chống lại virus này. Cách duy nhất chúng ta bắt đầu hiểu đó là thông qua các thử nghiệm lâm sàng được kiểm soát cẩn thận", Shalek nói. "Những gì chúng tôi đang cố gắng làm là đưa thông tin ra khỏi đó, bởi vì có rất nhiều phản ứng lâm sàng nhanh chóng mà mọi người đang thực hiện. Chúng tôi đang cố gắng làm cho họ biết về những điều có thể có liên quan."

Shalek hiện hy vọng sẽ làm việc với các cộng tác viên để lập hồ sơ mô hình mô kết hợp các tế bào được xác định trong nghiên cứu này. Những mô hình như vậy có thể được sử dụng để kiểm tra các loại thuốc chống vi-rút hiện có và dự đoán chúng có thể ảnh hưởng đến nhiễm SARS-CoV-2 như thế nào.

Nhóm MIT và các cộng tác viên của họ đã cung cấp tất cả dữ liệu họ sử dụng trong nghiên cứu này cho các phòng thí nghiệm khác muốn sử dụng nó. Phần lớn dữ liệu được sử dụng trong nghiên cứu này được tạo ra với sự hợp tác của các nhà nghiên cứu trên khắp thế giới, những người rất sẵn lòng chia sẻ nó, Shalek nói.

"Đã có một lượng thông tin đáng kinh ngạc từ cộng đồng khoa học với một số bên khác nhau quan tâm đến việc đóng góp cho cuộc chiến chống lại Covid bằng mọi cách có thể," ông nói. "Thật đáng kinh ngạc khi thấy một số lượng lớn các phòng thí nghiệm từ khắp nơi trên thế giới tụ họp lại để cố gắng và hợp tác giải quyết vấn đề này."

Theo Massachusetts Institute of Technology.
- Thuocbietduoc.com.vn cung cấp thông tin về hơn 30.000 loại thuốc theo toa, thuốc không kê đơn. - Các thông tin về thuốc trên Thuocbietduoc.com.vn cho mục đích tham khảo, tra cứu và không dành cho tư vấn y tế, chẩn đoán hoặc điều trị. - Khi dùng thuốc cần tuyệt đối tuân theo theo hướng dẫn của Bác sĩ
- Chúng tôi không chịu trách nhiệm về bất cứ hậu quả nào xảy ra do tự ý dùng thuốc dựa theo các thông tin trên Thuocbietduoc.com.vn
Thông tin Thuốc và Biệt Dược
- Giấy phép ICP số 235/GP-BC.
© Copyright Thuocbietduoc.com.vn
- Contact: VBCmedia, Jsc. - No 34, Louis Metropolis, Dai Mo, Hanoi - Email: contact@thuocbietduoc.com.vn