HIV là một bậc thầy ngụy trang. Virus này sử dụng một lá chắn là các phân tử đường – gọi là glycan – để trốn khỏi hệ thống miễn dịch và ngăn các kháng thể tấn công nó.
Ảnh minh hoạ
Mới đây, các nhà khoa học ở Viện Nghiên cứu Scripps (TSRI) đã phát triển một phương pháp để phân tích tấm chắn glycan trên lớp bảo vệ bên ngoài glycoprotein của HIV, nhằm phát triển nó như một loại vắc-xin dự phòng HIV tiềm năng.
Với phương pháp này, các nhà khoa học có thể tạo ra dấu vết nhận dạng riêng của glycan trên glycoprotein một cách nhanh chóng, để cho biết liệu chúng có phù hợp để phát triển thành một loại vắc-xin hiệu quả.
Theo James Paulson, Ceceil H. và Ida M.Green Chair của khoa Hóa học, Viện TSRI, kiêm đồng chủ tịch của Khoa Y học phân tử, và là những người lãnh đạo của công trình nghiên cứu đăng trên tạp chí Nature Communications, “khả năng nhận dạng dấu hiệu của glycan trên glycoprotein của HIV sẽ giúp chúng ta phát triển một loại vắc-xin phù hợp với những thứ tìm thấy trên loại virus này”.
Phá hủy khả năng phòng ngự của HIV
Với phương pháp mới này, cuối cùng các nhà khoa học đã có thể nhìn thấy dạng glycan tạo nên glycoprotein – cho dù loại glycoprotein đó có bất kỳ lỗ hổng nào hay không.
Các glycan bao phủ bộ máy glycoporetien mà HIV dùng để xâm nhập vào tế bào vật chủ. Hệ thống miễn dịch của con người muốn tạo ra các kháng thể trói glycoprotein đó lại để ngăn chặn sự xâm nhiễm, nhưng glycan lại ngăn không cho các tế bào miễn dịch tìm thấy mục tiêu và phát triển các kháng thể hữu hiệu.
Tại viện TSRI, một số nhóm nghiên cứu đang thiết kế các loại vắc-xin HIV có thể thúc đẩy cơ thể tạo ra các kháng thể trung hòa phổ rộng, chúng có thể thực sự hoạt động xung quanh tấm chắn glycan hoặc đường. Để làm được điều này, họ cần phải đưa vào hệ thống miễn dịch các glycoprotein giống của HIV và dạy cho hệ thống miễn dịch chỗ nào có lỗ hổng trong lá chắn glycan.
Đối với nghiên cứu mới này, các nhà nghiên cứu đã phát triển một các để tìm ra thành phần của đường trên glycoprotein. Họ sử dụng các enzym để phá vỡ glycoprotein thành các khối nhỏ hơn peptit.
Tiếp theo, nhóm nghiên cứu sử dụng kỹ thuật quang phổ khối để phân tích các peptit này và xem chúng có phải là một trong 3 loại: glycan mannose cao (một loại peptit với một loại đường cụ thể), glycan phức hợp (có nhiều glycan trưởng thành hơn) hoặc vị trí không có glycan.
Trong khi các nghiên cứu về HIV trước đây đã phân biệt giữa glycan mannose cao và glycan phức hợp, thì đây là lần đầu tiên các nhà khoa học có thể nhìn thấy số lượng các vị trí không có glycan. Trên thực tế, phương pháp mới này đã tiết lộ rằng, glycoprotein không có nhiều lỗ hổng như các nhà nghiên cứu dự đoán.
Phương pháp mới này cũng giúp tiết kiệm thời gian. Các nghiên cứu trước đây sử dụng phổ khối đã yêu cầu các nhà nghiên cứu phân tích các kết quả peptit theo cách thủ công – một quá trình kéo dài vài tháng. Bằng cách hợp tác với phòng thí nghiệm của giáo sư John Yates ở viện TSRI, các nhà nghiên cứu đã sử dụng thành công thuật toán máy tính để phân tích các kết quả một cách nhanh chóng.
Tác giả đầu tiên của nghiên cứu này – Liwei Cao – một cộng sự nghiên cứu trong phòng thí nghiệm của Paulson – cho biết, tốc độ này sẽ có ích khi các nhà khoa học sắp xếp rất nhiều loại vắc-xin dự phòng để tìm ra loại phù hợp ngăn ngừa một loạt các dòng HIV đang tiến hóa.
Bước tiếp theo trong nghiên cứu này là phân tích thành phần glycan và vị trí không có glycan trên mẫu HIV tự nhiên, hoặc “bản xứ”, mà không phải chỉ là trên các vắc-xin dự phòng. “Sau đó, chúng ta có thể xem liệu các dấu nhận dạng này có khớp không. Nếu chúng phù hợp, các nhà nghiên cứu sẽ biết rằng mình đang đi đúng hướng để phát triển một loại vắc-xin có thể tạo ra các kháng thể hữu ích”.
Nhà khoa học Paulson cho biết, phương pháp mới này cũng có thể hữu hiệu trong việc chống lại các virus tương tự như tấm chắn glycoprotein, chẳng hạn như virus cúm. Trên thực tế, nghiên cứu mới này bao gồm một dự án phụ trong đó các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm thành công phương pháp của họ trên một protein cúm.
Theo Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), HIV vẫn là một vấn đề lớn dai dẳng đối với sức khỏe cộng đồng toàn cầu. Cho đến nay, loại virus này đã giết chết hơn 35 triệu người.
