Các nhà khoa học từ Viện Miễn dịch học La Jolla, Viện J. Craig Venter và Đại học California, San Diego đã sử dụng dữ liệu hiện có từ các coronavirus đã biết để dự đoán bộ phận nào của SARS-CoV-2, một loại coronavirus mới gây ra đường hô hấp bệnh tật COVID-19, có khả năng kích hoạt hệ thống miễn dịch của con người.

Dữ liệu hiện có từ các coronavirus đã biết có thể được sử dụng để dự đoán bộ phận nào của SARS-CoV-2 có khả năng kích hoạt hệ thống miễn dịch của con người. Credit: Grifoni.

Khi hệ thống miễn dịch gặp vi khuẩn hoặc vi rút, nó sẽ tập trung vào các đặc điểm phân tử nhỏ, được gọi là các biểu mô, cho phép các tế bào của hệ thống miễn dịch phân biệt giữa những kẻ xâm nhập có liên quan chặt chẽ với nhau và tập trung tấn công chúng.

Việc có một bản đồ đầy đủ về các biểu mô vi rút và khả năng sinh miễn dịch của chúng là rất quan trọng đối với các nhà nghiên cứu đang cố gắng thiết kế các vắc xin mới hoặc cải tiến để bảo vệ chống lại COVID-19.

Giáo sư Alessandro Sette của Viện Miễn dịch học La Jolla, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết: “Hiện tại, chúng tôi có thông tin hạn chế về những mảnh virus nào có thể gây ra phản ứng mạnh ở người.

“Biết được khả năng sinh miễn dịch của một số vùng virut nhất định, hay nói cách khác, hệ thống miễn dịch phản ứng với bộ phận nào của virut và mức độ mạnh mẽ như thế nào, có liên quan tức thì đối với việc thiết kế các ứng cử viên vắc xin đầy hứa hẹn và đánh giá chúng.”

Trong khi các nhà khoa học hiện nay biết rất ít về cách hệ thống miễn dịch của con người phản ứng với SARS-CoV-2, phản ứng miễn dịch với các coronavirus khác đã được nghiên cứu và có một lượng đáng kể dữ liệu.

Bốn coronavirus khác hiện đang lưu hành trên thực tế. Chúng gây ra các triệu chứng thường nhẹ và gây ra ước tính 1/4 số ca cảm lạnh theo mùa.

Nhưng cứ sau vài năm, một loại coronavirus mới lại xuất hiện gây bệnh nặng như trường hợp của SARS-CoV năm 2003 và MERS-CoV năm 2008, và bây giờ là SARS-CoV-2.

Tác giả đầu tiên, Tiến sĩ Alba Grifoni, cũng từ Viện Miễn dịch học La Jolla, cho biết: “SARS-CoV-2 có liên quan chặt chẽ nhất với SARS-CoV, cũng là loại coronavirus có đặc điểm tốt nhất về mặt biểu mô.

Để thực hiện nghiên cứu, các nhà nghiên cứu đã sử dụng dữ liệu có sẵn từ Cơ sở dữ liệu biểu tượng miễn dịch (IEDB), chứa hơn 600.000 biểu mô đã biết từ một số 3.600 loài khác nhau và Nguồn virut gây bệnh (ViPR), một kho thông tin bổ sung về các virut gây bệnh.

Họ đã biên soạn các biểu mẫu đã biết từ SARS-CoV và lập bản đồ các vùng tương ứng với SARS-CoV-2.

Tiến sĩ Grifoni cho biết “Chúng tôi đã có thể ánh xạ lại 10 biểu mô tế bào B cho loại coronavirus mới và vì sự tương đồng về trình tự cao tổng thể giữa SARS-CoV và SARS-CoV-2, có khả năng cao là các vùng giống nhau chiếm ưu thế miễn dịch trong SARS-CoV cũng đang chiếm ưu thế trong SARS-CoV-2.”

Năm trong số các vùng này được tìm thấy trong glycoprotein tăng đột biến, tạo thành ‘vương miện’ trên bề mặt của vi rút đã đặt tên cho coronavirus; hai protein màng, được nhúng trong màng bao bọc vỏ protein bảo vệ xung quanh bộ gen của virus và ba nucleoprotein, chất tạo thành vỏ.

Trong một phân tích tương tự, các biểu mô tế bào T cũng chủ yếu được liên kết với glycoprotein và nucleoprotein tăng đột biến.

Theo một cách tiếp cận hoàn toàn khác, nhóm nghiên cứu đã sử dụng thuật toán dự đoán biểu mô do IEDB tổ chức để dự đoán biểu mô tế bào B tuyến tính.

Trong một nghiên cứu gần đây, Tiến sĩ Jason McLellan của Đại học Texas và các đồng nghiệp đã xác định cấu trúc 3D của các protein đột biến, điều này cho phép các tác giả của nghiên cứu mới tính đến kiến ​​trúc không gian của protein khi dự đoán các biểu mô. Cách tiếp cận này đã xác nhận hai trong số các vùng có khả năng là epitope mà họ đã dự đoán trước đó.

Để chứng minh các biểu mô tế bào T của SARS-CoV-2 được xác định dựa trên sự tương đồng của chúng với SARS-CoV, các nhà khoa học đã so sánh chúng với các biểu mô tế bào được xác định bởi tài nguyên Tepitool trong IEDB.

Sử dụng cách tiếp cận này, họ có thể xác minh 12 trong số 17 biểu mô tế bào T SARS-CoV-2 được xác định dựa trên các điểm tương đồng về trình tự với SARS-CoV.

“Thực tế là chúng tôi phát hiện ra rằng nhiều biểu mô tế bào B và T được bảo tồn cao giữa SARS-CoV và SARS-CoV-2 cung cấp một điểm khởi đầu tuyệt vời cho sự phát triển vắc-xin,” Giáo sư Sette nói.

“Các chiến lược vắc xin nhắm mục tiêu cụ thể vào những vùng này có thể tạo ra khả năng miễn dịch không chỉ bảo vệ chéo mà còn có khả năng chống lại sự tiến hóa của vi rút đang diễn ra”.

Kết quả xuất hiện trong tạp chí Cell Host &Microbe.

Nguồn: ScienceNews