Science Daily, 05/08/2021
Các nhà khoa học Cambridge đã nuôi các tế bào tạo nhịp tim trong phòng thí nghiệm và cho biết cách mà chúng dễ bị nhiễm SARS-CoV-2 như thế nào. Trong một nghiên cứu được công bố trên tạp chí Communications Biology, họ đã sử dụng hệ thống này để chỉ ra rằng một loại thuốc peptide thử nghiệm có tên là DX600 có thể ngăn chặn virus xâm nhập vào các tế bào tim.
Tim là một trong những cơ quan chính bị tổn thương khi nhiễm SARS-CoV-2, đặc biệt là các tế bào tim, hay “tế bào cơ tim”, co bóp và lưu thông máu. Người ta cũng cho rằng tổn thương tế bào tim có thể góp phần gây ra các triệu chứng của COVID kéo dài.
Bệnh nhân có các vấn đề về tim tiềm ẩn có nguy cơ tử vong do COVID-19 (căn bệnh do nhiễm SARS-CoV-2) cao gấp 4 lần. Tỷ lệ tử vong ở bệnh nhân COVID-19 tăng từ 2,3% lên 10,5% ở những bệnh nhân này.
Để xâm nhập vào các tế bào của chúng ta, SARS-CoV-2 tiếp cận một protein trên bề mặt tế bào, một thụ thể được gọi là ACE2. Các protein gai trên bề mặt của SARS-CoV-2 – tạo cho nó vẻ ngoài giống biểu tượng “vương miện” – liên kết với ACE2. Sau đó, cả protein gai và ACE2 đều bị phân cắt, cho phép vật chất di truyền từ vi rút xâm nhập vào tế bào chủ. Vi rút điều khiển bộ máy của tế bào chủ để cho phép chính nó sao chép và lây lan.
Một nhóm các nhà khoa học tại Đại học Cambridge đã sử dụng tế bào gốc phôi người để nuôi cấy các cụm tế bào tim trong phòng thí nghiệm và chỉ ra rằng những tế bào này bắt chước hành vi của các tế bào trong cơ thể, đập như thể bơm máu. Đáng chú ý là các tế bào tim trên mô hình này cũng chứa các thành phần quan trọng cần thiết cho sự lây nhiễm SARS-CoV-2 – đặc biệt là thụ thể ACE2.
Làm việc trong các phòng thí nghiệm an toàn sinh học đặc biệt và sử dụng một loại virus tổng hợp (“giả”) an toàn hơn, đã được sửa đổi bằng protein gai của SARS-CoV-2, nhóm nghiên cứu đã bắt chước cách virus lây nhiễm vào các tế bào tim. Sau đó, họ sử dụng mô hình này để sàng lọc các loại thuốc tiềm năng nhằm ngăn chặn sự lây nhiễm.
Tiến sĩ Sanjay Sinha từ Viện Tế bào gốc Wellcome-MRC Cambridge cho biết: “Sử dụng tế bào gốc, chúng tôi đã cố gắng tạo ra một mô hình, theo nhiều cách, hoạt động giống như một trái tim, đập theo nhịp. Điều này cho phép chúng tôi tìm hiểu cách coronavirus lây nhiễm vào các tế bào và quan trọng là giúp chúng tôi sàng lọc các loại thuốc có thể ngăn ngừa tổn thương tim.”
Nhóm nghiên cứu đã cho thấy rằng một số loại thuốc nhắm vào các protein liên quan đến sự xâm nhập của virus SARS-CoV-2, làm giảm mức độ lây nhiễm đáng kể. Chúng bao gồm một kháng thể kháng ACE2 đã được chứng minh trước đây là vô hiệu hóa vi rút SARS-CoV-2 giả dạng, và DX600, một loại thuốc thử nghiệm.
DX600 là một chất đối kháng peptide ACE2 – tức là một phân tử nhắm mục tiêu đặc biệt vào ACE2 và ức chế hoạt động của các peptide có vai trò cho phép vi rút xâm nhập vào tế bào.
DX600 có hiệu quả ngăn ngừa lây nhiễm cao hơn khoảng bảy lần so với kháng thể, mặc dù các nhà nghiên cứu cho biết điều này có thể là do nó được sử dụng ở nồng độ cao hơn. Thuốc không ảnh hưởng đến số lượng tế bào tim, có nghĩa là nó không có khả năng gây độc.
Giáo sư Anthony Davenport từ Khoa Y và là đồng nghiệp tại Đại học St Catharine, Cambridge cho biết: “Protein gai giống như một chiếc chìa khóa khớp với ‘ổ khóa’ trên bề mặt tế bào – thụ thể ACE2 – cho phép nó xâm nhập nội bào. DX600 hoạt động giống như kẹo cao su, làm kẹt cơ chế của khóa, khiến chìa khóa khó vặn và khó mở khóa cửa tế bào.
“Chúng tôi cần nghiên cứu thêm về loại thuốc này, nhưng nó có thể cung cấp cho chúng tôi một phương pháp điều trị mới để giúp giảm tác hại cho tim ở những bệnh nhân bị nhiễm vi rút gần đây, đặc biệt là những người đã có bệnh tim tiềm ẩn hoặc những người chưa được tiêm chủng. Chúng tôi tin rằng nó cũng có thể giúp giảm các triệu chứng của COVID kéo dài.”
Nghiên cứu được hỗ trợ phần lớn bởi Wellcome, Quỹ từ thiện Addenbrooke, Tổ chức từ thiện Rosetrees Trust và Quỹ British Heart.
Tài liệu tham khảo:
Thomas L. Williams, Maria T. Colzani, Robyn G. C. Macrae, Emma L. Robinson, Stuart Bloor, Edward J. D. Greenwood, Jun Ru Zhan, Gregory Strachan, Rhoda E. Kuc, Duuamene Nyimanu, Janet J. Maguire, Paul J. Lehner, Sanjay Sinha, Anthony P. Davenport. Human embryonic stem cell-derived cardiomyocyte platform screens inhibitors of SARS-CoV-2 infection. Communications Biology, 2021; 4 (1) DOI: 10.1038/s42003-021-02453-y
Nguồn: University of Cambridge
