Nghiên cứu mới: SARS-CoV-2 phát tán trong cơ thể thông qua lây nhiễm từ tế bào sang tế bào

Các thí nghiệm nuôi cấy tế bào cho thấy, SARS-CoV-2 giới hạn sinh sôi các phần tử virus có thể bị kháng thể làm cho bất hoạt, thay vào đó cư trú trong màng tế bào và lây lan từ các tế bào sang tế bào.

"Về cơ bản đây là một dạng lây nhiễm ngầm", Shan-Lu Liu, tác giả đứng đầu công trình nghiên cứu, giáo sư về virus học tại Trung tâm Nghiên cứu Retrovirus, trường Đại học bang Ohio cho biết.

SARS-CoV-2 có thể phát tán hiệu quả từ tế bào sang tế bào bởi không có sự cản trở từ miễn dịch cơ thể. Tế bào cơ thể bị biến thành tế bào cư trú của virus, gây ra làn sóng phát tán virus trong cơ thể, bởi virus có thể không thoát ra khỏi tế bào.

SARS-CoV-2 phát tán trong cơ thể qua lây nhiễm từ tế bào sang tế bào

Shan-Lu Liu và các đồng nghiệp nhận ra các chi tiết hé lộ khác về SARS-CoV-2. Chỉ riêng protein gai trên bề mặt đủ để lan truyền từ tế bào sang tế bào. Ngoài ra, các kháng thể trung hòa kém hiệu quả hơn trong việc chống lại virus khi nó lây nhiễm xuyên qua các tế bào.

Nghiên cứu trên được đăng tải trên tạp chí khoa học của Viện Khoa học Quốc gia Mỹ (Proceedings of the National Academy of Sciences) vào ngày 22/12.

Điểm mấu chốt của nghiên cứu này là so sánh SARS-CoV-2 với phiên bản virus SARS-CoV gây ra đại dịch viêm đường hô hấp cấp (SARS) 2003. Kết quả nghiên cứu lý giải tại sao trong khi đại dịch SARS có tỷ lệ tử vong cao hơn nhưng lại chỉ kéo dài trong có 8 tháng, trong khi đó chúng ta đã trải qua hơn 2 năm chung sống với đại dịch COVID-19 với phần lớn các ca bệnh không triệu chứng, chuyên gia Shan-Lu Liu nói.

So sánh chỉ ra SARS-CoV gây ra đại dịch SARS 2003 hiệu quả hơn SARS-CoV-2 trong việc lây nhiễm tự do bên ngoài tế bào. Các phần tử virus trôi nổi tự do làm nhiễm tế bào đích của vật chủ bằng việc gắn với một thụ thể protein trên bề mặt tế bào. Tuy nhiên, nó vẫn bị tổn thương trước các kháng thể do cơ thể sản sinh ra do lần nhiễm trước đó và vaccine.

Trái lại, SARS-CoV-2, hiệu quả hơn trong việc lây nhiễm từ tế bào sang tế bào, khiến cho virus khó bị trung hòa bởi kháng thể hơn.

Trong thí nghiệm, các nhà khoa học sử dụng pseudovirus (virus giả) được tạo ra bằng lõi của một loại virus không gây bệnh truyền nhiễm có gắn protein gai của cả 2 loại virus corona trên bề mặt. Thí nghiệm đã cho thấy đặc tính khác biệt giữa SARS-CoV và SARS-CoV-2. Sự khác biệt duy nhất giữa 2 loại virus giả này chỉ nằm ở protein gai.

Theo chuyên gia Liu, protein gai là cần thiết và hiệu quả đối với cả SARS-CoV-2 và SARS-CoV trong lan truyền từ tế bào sang tế bào. SARS-CoV-2 có khả năng thâm nhập màng tế bào vật chủ tốt hơn SARS-CoV. Đây là bước đi cơ bản trong quá trình thâm nhập cơ thể của virus.

Đội ngũ sau đó chuyển sang nghiên cứu về thụ thể ACE2, một loại protein trên bề mặt tế bào ở hệ hô hấp đóng vai trò như cửa ngõ để cho virus SARS-CoV-2 thâm nhập vào cơ thể khiến cho người bệnh mắc COVID-19. Bất ngờ thay, các nhà khoa học nhận ra rằng thậm chí ngay cả các tế bào không có thụ thể ACE2 hay nồng độ thấp, virus vẫn có thể thâm nhập nhờ cơ chế lây nhiễm từ tế bào sang tế bào.

Giáo sư virus học Shan-Lu Liu, Trường Đại học bang Ohio

Không có mối tương quan hoàn hảo giữa nhiễm SARS-CoV-2 với hàm lượng thụ thể ACE2. ACE2 trên bề mặt tế bào hệ hô hấp ở người có thể là cửa ngõ ban đầu để virus xâm nhập cơ thể. Tuy nhiên, khi thâm nhập cơ thể rồi, virus có thể không cần đến ACE2-protein có trên bề mặt tế bào ở người nữa bởi virus có thể phát tán từ tế bào này sang tế bào khác.

Cuối cùng, trong thí nghiệm xét nghiệm mẫu máu lấy từ bệnh nhân COVID-19, các nhà nghiên cứu quả quyết rằng virus có thể lẩn tránh phản ứng kháng thể thông qua quá trình lây nhiễm từ tế bào sang tế bào. Kháng thể trung hòa hiệu quả nhất khi virus lây nhiễm tự do không qua tế bào.

"Chúng ta có thể khẳng định sự lây nhiễm từ tế bào sang tế bào không nhạy cảm tới mức ngăn chặn kháng thể của bệnh nhân COVID-19 hay những người đã được tiêm phòng", chuyên gia Liu nói. "Tuy nhiên, việc lây nhiễm từ tế bào sang tế bào kháng lại kháng thể trung hòa có lẽ là điều mà chúng ta nên theo dõi, đặc biệt trong bối cảnh các biến thể của virus SARS-CoV-2 liên tục xuất hiện, trong đó có biến thể mới nhất Omicron. Việc phát triển các thuốc chống virus hiệu nghiệm nhắm vào các cách thức gây lây nhiễm của virus là điều quan trọng".

Vẫn còn nhiều điều chúng ta chưa hiểu rõ, trong đó có cơ chế chính xác virus sử dụng để phát tán từ tế bào sang tế bào. Nó có thể ảnh hưởng tới phản ứng miễn dịch của cơ thể như thế nào? Và liệu việc lây nhiễm từ tế bào sang tế bào của virus có góp phần sinh ra các biến thể mới gây lây lan trong cộng đồng hay không? Đội ngũ chuyên gia dự định có thêm nhiều nghiên cứu nữa trên virus thật và các tế bào phổi ở người để tìm ra lời giải.

Nguyễn Vân