KH&CN nước ngồi Tìm phân tử đích: Bước tiến đột phá điều trị virus HIV Bằng việc sử dụng kỹ thuật hiển vi mới, đại, nhà khoa học thuộc Phịng thí nghiệm Sinh học phân tử Đại học London (Vương quốc Anh) phối hợp với nhà khoa học thuộc Đại học New South Wales (Australia) nghiên cứu xác định phân tử giữ vai trò then chốt mà virus HIV sử dụng khi lây nhiễm vào tế bào thể người Phân tử phân lập có tên gọi inositol hexakisphosphate (IP6). Qua kết nghiên cứu cơng bố đây1, nhóm nghiên cứu cho rằng, phân tử bắt nguồn từ tế bào vật chủ Virus HIV chiếm đoạt chúng nhằm mục đích sử dụng làm chắn bảo vệ khỏi tác động hệ thống miễn dịch, đồng thời giúp giải phóng thành phần vào tế bào thể người xâm nhiễm Đây bước tiến đột phá điều trị virus HIV H IV xâm nhập vào tế bào, sử dụng gen người để tái tạo lại gen chúng nhằm tạo virus mới. Để ẩn khỏi tìm kiếm hệ thống miễn dịch hoạt động bên tế bào, virus HIV sử dụng lớp vỏ protein gọi vỏ capsid nhằm bảo vệ gen chúng khỏi bị phát tiêu diệt. Lớp vỏ capsid có đặc điểm phải đủ bền vững để virus tồn hàng bên tế bào đủ linh động để mở cách nhanh chóng virus cần giải phóng gen nó. Q trình gọi cởi bỏ lớp vỏ (uncoating) Vấn đề đặt làm mà virus HIV làm điều này? Đây câu hỏi lớn chưa có câu trả lời việc nghiên cứu HIV Năm 2016, Mallery (Phịng thí nghiệm Sinh học phân tử, Vương quốc Anh) cộng có https://elifesciences.org/articles/35335 phát bất ngờ rằng, vỏ capsid virus HIV tồn hàng trăm lỗ bề mặt Mỗi lỗ chứa vịng gồm amino axit tích điện dương gây ổn định vỏ capsid làm cho lớp vỏ bung Các nhà nghiên cứu đặt câu hỏi: “Tại vỏ capsid virus HIV lại chứa lỗ tích điện dương?” Để trả lời cho câu hỏi này, sau phát Mallery cộng sự, nhiều nghiên cứu thí nghiệm lớp vỏ capsid virus HIV Tuy nhiên, trở ngại thí nghiệm bất ổn lớp vỏ capsid (chúng nhanh chóng sụp đổ sau virus HIV giải phóng gen nó) Đây trở ngại vơ lớn nhà khoa học họ cần có ổn định lớp vỏ capsid HIV để nghiên cứu Thơng qua nghiên cứu (được cơng bố tại:whttps://elifesciences.org/ articles/35335), nhóm nhà khoa học (Mallery cộng sự) đến từ Phòng thí nghiệm Sinh học phân tử, Đại học London (Vương quốc Anh) Đại học New South Wales (Australia) tiến hành thí nghiệm ban đầu Kết xác định phân tử giữ vai trò then chốt mà virus HIV sử dụng lây nhiễm vào tế bào thể người Phân tử có tên gọi inositol hexakisphosphate (IP6) tồn với số lượng lớn bên tế bào, gắn kết với vỏ capsid HIV Sau số nghiên cứu phức tạp, cuối nhóm nghiên cứu Mallery sử dụng công nghệ nhiễu xạ tia X để chụp lại cấu trúc phức hợp phân tử IP6 amino axit lớp vỏ capsid Kết cho thấy, nhóm phosphate tích điện âm phân tử IP6 tương ứng liên kết với vùng tích điện dương lỗ bề mặt lớp vỏ capsid (xem hình trang 60) Nghiên cứu khẳng định, trường hợp khơng có IP6, lớp vỏ capsid HIV trở nên khơng ổn định nhanh chóng sụp đổ với thời gian bán hủy (thời gian mà số lượng Soá năm 2018 59 KH&CN nước ngồi virus giảm cịn 1/2 so với ban đầu) phút Đáng ý, với việc bổ sung IP6 nồng độ 1µM đủ để ổn định vỏ capsid tăng thời gian bán hủy chúng lên tới Khi tăng nồng độ IP6 đến 10 100µM, kết tương ứng cho thấy vỏ capsid có khả trì ổn định tới 10 nhóm phosphate tích điện âm phân tử IP6 tương ứng liên kết với vùng tích điện dương lỗ bề mặt lớp vỏ capsid virus HIV Bước tiếp theo, nhóm nghiên cứu Mallery khảo sát tăng lên số lượng phân tử IP6 liên kết với lỗ vỏ capsid lớp vỏ trì nguyên vẹn từ vài phút đến 10 tiếng Sự trì nguyên vẹn cho phép virus HIV chép gen mình, đồng thời bảo vệ tạo virus Kết cho thấy, virus HIV chiếm lấy 300 phân tử IP6 liên kết với trình virus tái tạo Kết nghiên cứu lý lớp vỏ capsid lại sụp đổ dễ dàng Nguyên nhân vấn đề vắng mặt phân tử IP6 Nghiên cứu vai trò phân tử IP6 lớp vỏ capsid sở để đưa 60 đề xuất cần bổ sung thêm phân tử IP6 để trì độ ổn định lớp vỏ capsid nhằm mục đích thực thí nghiệm khác lớp vỏ capsid virus HIV Rõ ràng, nghiên cứu Mallery cộng mở đường nghiên cứu hoàn toàn mới, tập trung vào việc hiểu cách thức hoạt động lớp vỏ capsid virus HIV Các nhà khoa học nghiên cứu virus picornavirus2 sử dụng phân tử nhỏ gọi “yếu tố liên kết túi” để ổn định lớp vỏ capsid q trình xâm nhiễm tế bào kích hoạt trình tháo vỏ vào bên tế bào Các phân tử liên kết với với để ổn định lớp vỏ tách rời yếu tố này, lớp vỏ chúng bung để giải phóng mảnh ghép bên Các nghiên cứu “yếu tố liên kết túi” đem lại hướng phát triển đột phá việc tìm thuốc chống picornavirus Liên hệ với nghiên cứu virus picornavirus, Mallery cộng đề xuất rằng, IP6 “yếu tố liên kết túi” virus HIV Do vậy, nghiên cứu vai trò IP6 hướng tiềm để tìm phương pháp điều trị virus HIV Kết nghiên cứu Mallery cộng cho thấy, phân tử IP6 liên kết với lỗ lớp vỏ capsid (lớp bảo vệ hình thành nhằm tăng cường độ ổn định) cho phép virus sản xuất tích tụ DNA virus hình thành tế bào vật chủ tăng 100 lần Với loại virus nguy hiểm HIV, gia tăng Một lồi virus gây bệnh liệt, viêm màng não, viêm gan viêm bại liệt Số năm 2018 nói vơ nguy hiểm Tuy nhiên, hiểu vai trị hiệu phân tử IP6 trình lây nhiễm virus, tương lai gần, nhà khoa học khai thác phân tử IP6 mục tiêu cho phương pháp điều trị kháng virus HIV Bởi vì, nhờ có kết nghiên cứu Mallery cộng sự, nhà khoa học hồn tồn đưa chiến lược “đánh lừa” virus để chúng giải phóng IP6 sớm Việc khiến virus HIV bị tan rã nhanh chóng trước kịp nhân lên bên tế bào vật chủ (con người) Ngoài ra, nhà khoa học tiến hành “khóa” phân tử lại khiến cho virus HIV khơng cịn khả kiểm soát thời gian cho việc tháo bỏ lớp capsid Có thể nói, sau nhiều thập kỷ nghiên cứu virus HIV, nhà khoa học chưa tìm đầy đủ chế virus HIV trong hoạt động lây nhiễm phát triển bên tế bào thể người Nhưng đây, với việc xác định vai trò tiềm phân tử IP6 ổn định lớp vỏ capsid virus HIV mà Mallery cộng tìm ra, việc hiểu chế hoạt động đầy đủ virus HIV trở thành thực tương lai gần, mở hướng điều trị mới, hiệu virus HIV ? Lê Thị Thu Hường, Đỗ Mạnh Cầm (Tổng hợp từ www.sciencealert.com www.elifesciences.org)