Sự xuất hiện nhiều biến thể SARS-CoV-2 đã đe dọa đến hiệu quả của vaccine Covid-19 hiện có. Đặc biệt biến thể họ Omicron mang khả năng "lẩn trốn" hệ miễn dịch đang là thách thức lớn của y tế toàn cầu.

Cuộc đua chống lại sự biến đổi của loại virus nguy hiểm này vừa đón nhận một tín hiệu tích cực, khi các nhà khoa học đã tìm ra một loại kháng thể trung hòa có thể vô hiệu hóa tất cả các biến thể đã được biết đến của virus SARS-CoV-2.

SP1-77 là cái tên được đặt cho "siêu chiến binh" này, và được kỳ vọng sẽ là thứ vũ khí có thể đưa con người đến chiến thắng quyết định trước Covid-19.

Nhưng trước hết, hãy tìm hiểu cách cơ thể chống lại bệnh tật.

Khi bị các tác nhân lạ xâm nhập, cơ thể sẽ nhận biết được và sản xuất ra những chất gọi là kháng thể. Kháng thể sẽ tham gia vào quá trình tiêu diệt những kẻ ngoại lai và bảo vệ cơ thể. Cơ thể nào có khả năng hình thành kháng thể càng mạnh thì khả năng miễn dịch chống lại các bệnh nhiễm khuẩn càng cao.

Được sinh ra từ các tế bào B tại tủy xương, sau khi cơ thể nhiễm tác nhân gây bệnh hoặc tiêm vaccine, kháng thể trung hòa có ý nghĩa quan trọng trong việc bảo vệ chúng ta chống lại tái nhiễm.

Cụ thể, kháng thể trung hòa bảo vệ tế bào khỏi mầm bệnh bằng cách vô hiệu hóa bất kỳ hiệu ứng sinh học nào mà nó có. Sự trung hòa này làm cho mầm bệnh không còn khả năng lây nhiễm hoặc gây bệnh.

Bằng cách liên kết đặc biệt với các cấu trúc bề mặt (kháng nguyên) trên mầm bệnh, các kháng thể trung hòa ngăn chặn kháng nguyên tương tác với tế bào chủ mà nó có thể lây nhiễm và tiêu diệt.

Miễn dịch do các kháng thể trung hòa còn được gọi là miễn dịch khử trùng, vì hệ thống miễn dịch loại bỏ tác nhân lây nhiễm trước khi bất kỳ sự lây nhiễm nào xảy ra.

Cũng như những căn bệnh khác, kháng thể trung hòa có vai trò đặc biệt quan trọng trong việc bảo vệ con người trước Covid-19.

Khi tiếp xúc với virus SARS-CoV-2 do nhiễm bệnh hoặc tiêm vaccine Covid-19, cơ chế miễn dịch kháng nguyên - kháng thể được kích hoạt. Virus chính là kháng nguyên, khi tấn công cơ thể sẽ kích thích hệ miễn dịch sản xuất kháng thể để chống lại mầm bệnh.

Các kháng thể bảo vệ đặc hiệu, bao gồm Immunoglobulin G và kháng thể trung hòa, đều được sản xuất bởi các tế bào B, có thể ngăn chặn virus xâm nhập vào tế bào chủ và bảo vệ chống lại tái nhiễm.

Cần biết rằng, virus SARS-CoV-2 chứa các protein hình gai đâm ra từ bề mặt, giúp tăng khả năng bám trụ vào các tế bào, từ đó cho phép vật liệu di truyền xâm nhập vào cơ thể người. Tại đây, virus sao chép nhân lên, thoát ra khỏi tế bào và lây lan ra các tế bào khác trong cơ thể. Một tế bào có thể tạo ra hàng triệu bản sao của virus trước khi chết.

Cụ thể, virus SARS-CoV-2 bắt đầu quá trình xâm nhập vào tế bào con người thông qua sự liên kết với thụ thể ACE2 trên bề mặt tế bào vật chủ.

Protein gai của virus SARS-CoV-2 được tạo ra từ 2 tiểu đơn vị S1 và S2 được liên kết với nhau. Tiểu đơn vị S1 sẽ chứa cấu trúc liên kết thụ thể ACE2. Trong khi đó tiểu đơn vị S2 có nhiệm vụ gắn chặt protein gai vào lớp vỏ virus.

Bên cạnh đó, tiểu đơn vị S2 cũng có nhiệm vụ hỗ trợ quá trình dung hợp giữa virus và màng tế bào vật chủ để SARS-CoV-2 thâm nhập vào bên trong.

Các kháng thể trung hòa chống SARS-CoV-2 hoạt động bằng cách ngăn gai protein của virus liên kết với thụ thể ACE2, thông qua việc chủ động liên kết với gai protein. Từ đó virus không thể xâm nhập vào tế bào của người và gây bệnh.

Với cách hoạt động cực kỳ hiệu quả của hệ miễn dịch, nhiều người sẽ nghĩ rằng, chỉ cần có kháng thể từ một lần nhiễm Covid-19 hoặc được tiêm vaccine sẽ có thể được bảo vệ trọn đời với đại dịch toàn cầu này.

Tuy nhiên, virus SARS-CoV-2 có một thứ vũ khí đáng gờm thách thức lá chắn miễn dịch: Khả năng đột biến.

Kể từ khi được phát hiện lần đầu tiên tại Vũ Hán (Trung Quốc), chỉ sau vài năm, SARS-CoV-2 đã liên tục biến đổi với hàng loạt biến thể: Alpha, Beta… Đến nay, Omicron và các biến thể phụ của nó đã lây lan trên toàn thế giới và vẫn đang là mối đe dọa với y tế toàn cầu.

Với các gai protein sở hữu số lượng đột biến lớn chưa từng có, các biến thể của Omicron có thể kháng hầu hết kháng thể trung hòa SARS-CoV-2, vốn hữu hiệu với biến thể cũ, cũng như né kháng thể sinh ra bởi vaccine.

Việc lá chắn miễn dịch giảm hiệu quả rõ rệt trước các biến thể mới đã dẫn đến tình trạng tái nhiễm hay thành F0 thể nặng dù đã được tiêm vaccine.

Ghi nhận thực tế tại Bệnh viện Bệnh Nhiệt đới Trung ương và Bệnh viện Thanh Nhàn (Hà Nội), trong thời gian qua, một tỷ lệ không nhỏ các bệnh nhân Covid-19 đến khám hoặc nhập viện là các trường hợp thành F0 lần 2, thậm chí là lần 3.

Khoa Hồi sức tích cực, Bệnh viện Bệnh Nhiệt đới Trung ương - nơi tiếp nhận các F0 nặng nhất miền Bắc ghi nhận có tình trạng bệnh nhân đã tiêm 2, thậm chí là 3 mũi vaccine Covid-19 nhưng vẫn diễn biến nặng, nguy kịch.

Theo BS Phạm Văn Phúc - Phó trưởng khoa Hồi sức tích cực, hiệu quả của vaccine giảm dần theo thời gian. Cụ thể, sau 6 tháng tiêm vaccine khả năng bảo vệ trước Covid-19 sẽ bị giảm xuống đáng kể. Lá chắn này thậm chí còn giảm hiệu lực hơn nữa khi gặp các biến thể SARS-CoV-2 mới.

"Do đó, việc tiêm nhắc lại vaccine khi đến hạn là rất cần thiết để bảo vệ bản thân trước Covid-19, đặc biệt là với những đối tượng nguy cơ cao như người cao tuổi người có bệnh nền", BS Phúc nhấn mạnh.

SP1-77 được tạo ra bởi các chuyên gia của Bệnh viện Nhi Boston (Hoa Kỳ), đứng đầu bởi TS Frederick Alt và TS Sai Luo. Công trình nghiên cứu này được đăng lên tạp chí Science thuộc Hiệp hội Vì sự tiến bộ của khoa học Mỹ (AAAS).

Theo công bố, nhóm tác giả đã đưa 2 đoạn gen người vào chuột thí nghiệm. Điều này khiến tế bào B của chúng tạo ra một lượng lớn kháng thể của người trong thời gian ngắn. 

Phương pháp này trước đây đã được nhóm tác giả sử dụng để tìm kiếm kháng thể phổ rộng với HIV, vốn là một loại virus có khả năng đột biến cao.

Vì những con chuột đó có hệ thống miễn dịch được tạo dựng tương tự người, mô hình này gần giống cách hệ thống miễn dịch của chúng ta tạo ra kháng thể.

Tiếp đó, họ đã cho những con chuột thí nghiệm này tiếp xúc với chủng virus SARS-CoV-2 đầu tiên được phát hiện ở Vũ Hán: Wuhan-Hu-1. Từ đó, các con chuột này đã sản sinh ra tổng cộng 9 dòng kháng thể có khả năng bám vào gai protein của chủng virus này, để thực hiện chức năng miễn dịch.

Cùng với một nhóm nghiên cứu của Đại học Duke do Tiến sĩ Barton Haynes đứng đầu, nhóm tác giả sau đó đã đánh giá hiệu quả của những kháng thể này.

Các kháng thể từ 3 trong số 9 dòng có hiệu quả trong việc vô hiệu hóa virus Wuhan-Hu-1.

Đặc biệt, kháng thể SP1-77 và các thành viên khác trong dòng của nó đã thể hiện hoạt tính cực kỳ rộng, với khả năng vô hiệu hóa Alpha, Beta, Gamma, Delta, và tất cả các chủng Omicron từng xuất hiện.

 Một cơ chế tấn công virus hoàn toàn mới đã khiến cho SP1-77 trở thành "siêu chiến binh" có thể vô hiệu hóa mọi chủng virus SARS-CoV-2 từng xuất hiện.

Để xác định được cơ chế này, các nhà khoa học đã sử dụng kính hiển vi điện tử lạnh, cho phép họ có thể nhìn thấy trực quan các kháng thể đến cấp độ axit amin để nghiên cứu cấu trúc của nó.

Giống như hầu hết các kháng thể trung hòa, SP1-77 liên kết với RBD, nơi gắn thụ thể của virus SARS-CoV-2 sẽ gắn với thụ thể của tế bào vật chủ.

Tuy nhiên, kháng thể SP1-77 không ngăn cản sự tương tác giữa vùng RBD và thụ thể ACE2 mà lại ngăn chặn bước tiếp theo, chính là sự hợp nhất giữa màng của virus và tế bào vật chủ, đây là điều kiện cần thiết để virus lây nhiễm sang tế bào chủ của nó.

TS Frederick Alt khẳng định, kháng thể này đã hoạt động hiệu quả trong các đánh giá lâm sàng. Do đó, nhóm tác giả hy vọng nó sẽ chứng minh hiệu quả tương đương trong việc vô hiệu hóa SARS-CoV-2 trên bệnh nhân.

Kháng thể SP1-77 được kỳ vọng sẽ là chìa khóa để phát triển loại vaccine mới không bị giảm hiệu quả trước các biến thể liên tục được sản sinh của virus SARS-CoV-2.

Tomas Kirchhausen, Giáo sư Sinh học Tế bào và Nhi khoa tại Trường Đại học Y Harvard, Mỹ giải thích: "Kháng thể SP1-77 sẽ liên kết với một vị trí trong protein S chưa bị đột biến trong bất kỳ biến thể nào của SARS-CoV-2 cho đến nay, giúp nó có thể vô hiệu hóa bất kỳ biến thể SARS-CoV-2 nào từng xuất hiện".

Tuy nhiên, nhóm tác giả cũng nhấn mạnh rằng, việc SP1-77 mang lại kết quả tích cực trong ống nghiệm, cũng không chắc chắn để các nhà khoa học kết luận rằng nó là một kháng thể trị liệu mới hữu ích để điều trị Covid-19 trên người hay để sản xuất vaccine.

Do đó, vẫn cần thực hiện thêm các nghiên cứu chuyên sâu, trước khi SP1-77 có thể thực sự tham gia vào cuộc chiến chống Covid-19 của loài người.

Nội dung: Minh Nhật - Phạm Hường

Ảnh: Mạnh Quân

Thiết kế: Đỗ Diệp