Nghiên cứu làm sáng tỏ hoạt động của thuốc mới trong điều trị HIV và sự kháng thuốc của virus.
Các nhà khoa học ở đơn vị Molecular Medicine Partnership (đơn vị hợp tác giữa EMBL và Bệnh viện Đại học Heidelberg) đã tìm ra một loại thuốc điều trị HIV mới hiện đang được thử nghiệm hoạt động bằng cách đặc biệt. Họ cũng phát hiện ra rằng khi virus trở kháng với các phiên bản thuốc đầu tiên, nó không khóa hay ngăn tác động của thuốc, mà bao quanh thuốc. Nghiên cứu được công bố trên Science, trình bày cái nhìn chi tiết nhất về HIV ở dạng chưa trưởng thành.
HIV là virus gây ra bệnh AIDS, có hai dạng: chưa trưởng thành và trưởng thành. Dạng chưa trưởng thành được lắp ráp bên trong tế bào của người bị nhiễm. Sau khi hạt virus chưa trưởng thành rời khỏi tế bào, và chuyển thành dạng trưởng thành trước khi có thể lây nhiễm sang các tế bào khác. Một nhóm thuốc mới ức chế sự trưởng thành này hiện đang được thử nghiệm lâm sàng, nhưng vẫn chưa xác định rõ cách hoạt động của các loại thuốc này.
Để trưởng thành, HIV đã cắt các liên kết giữa các phần cấu tạo nên nó, và sắp xếp lại thành nhiều khối. Phòng thí nghiệm John Briggs tại EMBL và phòng thí nghiệm Hans-Georg Kräusslich tại Bệnh viện Đại học Heidelberg tìm ra một điểm cắt đặc biệt quan trọng. Nó kết nối các khối protein capsid và spacer peptide 1, nếu vi rút không cắt ở liên kết này nó không thể trưởng thành. Các nhà khoa học đã kết hợp 2 kỹ thuật xạ hình cryo-electron tomography và subtomogram averaging để biết chính xác dạng 3D chưa trưởng thành của HIV. Họ phát hiện ra rằng các điểm cắt nằm trong vị trí mà bộ máy cắt của virus không thể tác động vào. Vì vậy, để virus trưởng thành, cấu trúc này trước tiên phải thay đổi để lộ ra điểm cắt.
Florian Schur, người phụ trách nghiên cứu ở Phòng thí nghiệm Briggs nói: “Khi chúng tôi nhìn vào virus mang thuốc ức chế ở vị trí cắt này, chúng tôi phát hiện chất ức chế không ngăn cản các thiết bị cắt từ khi vào, mà thuốc ngăn chặn cấu trúc vi rút chưa trưởng thành tại chỗ, do đó nó không cắt được.”
Khi các loại thuốc ức chế mới được phát triển đầu tiên, các nhà khoa học phát hiện ra rằng virus chứa một số đột biến gen nhất định sẽ không bị tác động bởi thuốc – chúng kháng thuốc. Sau khi xác định các điểm cắt trông như thế nào và cách các loại thuốc hoạt động ra sao, Briggs và các đồng nghiệp có thể hiểu được tác dụng của những đột biến.
“Thay vì ngăn cản thuốc gắn vào, virus trở nên kháng thuốc nhờ những đột biến làm mất ổn định cấu trúc chưa trưởng thành, Kräusslich nói “Điều này cho phép nó sắp xếp lại và được cắt ngay cả khi thuốc được đưa vào.”
Hiện nay, các nhà nghiên cứu muốn thăm dò các virus và các loại thuốc ức chế một cách chi tiết hơn, để hiểu chính xác cách thức các loại thuốc gắn vào các protein của virus, và có thể mang lại dữ liệu giúp các nhà khoa học tìm ra những loại thuốc tốt hơn – hoặc tự thiết kế thuốc.
Phương pháp được sử dụng trong nghiên cứu này – kết hợp 2 kỹ thuật cryo-electron tomography và subtomogram averaging – cho phép các nhà khoa học nghiên cứu cấu trúc bên trong của những virus khác thường như HIV, hoặc trong các tế bào. Về bản chất, các nhà khoa học sử dụng một kính hiển vi điện tử để quan sát hình ảnh 3D của mẫu – ở đây là toàn bộ cấu trúc của virus HIV. Sau đó họ xác định tất cả các bản sao của mẫu họ muốn nghiên cứu – tất cả điểm cắt giữa capsid protein và spacer peptide 1 – và sử dụng phần mềm để xoay hình ảnh 3D của các bản sao để chúng quay cùng một hướng. Bằng cách lặp lại quy trình này với hàng ngàn hình ảnh, các nhà khoa học có thể tạo được bức tranh chính xác. Với phương pháp này, các nhà nghiên cứu có thể nghiên cứu những mẫu như vậy mà không cần phải phân lập chúng trong ống nghiệm, điều đó có nghĩa rằng họ nhìn thấy chúng ở trạng thái thật. Các nhà khoa học ở EMBL chứng minh rằng phương pháp này có thể cung cấp chi tiết cần thiết để hiểu được cách làm việc của bộ máy phân tử bên trong và thông tin cho việc thiết kế thuốc.
Hình minh họa: Đối với HIV trưởng thành, một điểm quan trọng cần được cắt đã bị cắt. Các nhà khoa học ở EMBL xác định cấu trúc cắt 3-D trong toàn bộ cấu trúc của HIV, và thấy rằng nó được giấu ở một vị trí mà bộ máy cắt không thể cắt đứt nó. Vì vậy, để virus trưởng thành, cấu trúc này trước tiên cần phải thay đổi là để lộ điểm cắt.
LÊ VĂN TRÌNH – LÊ THỊ THU THÚY dịch
Theo: sciencedaily.com
Địa chỉ email: lvtrinh@hcmus.edu.vn thuybt1995@gmail.com
