Theo:  Scudellari, M. (2021). How the Coronavirus infects cells — and why Delta is so dangerous. Nature, 595(7869), 640–644. https://doi.org/10.1038/D41586-021-02039-Y

Ngày đăng: 28/07/2021

Vui lòng ghi rõ nguồn https://cnsh.vnua.edu.vn/ khi đăng lại nội dung này

 

Vết cắt cuối cùng

Một nguyên nhân nữa khiến cho SARS-CoV-2 trở thành virus truyền nhiễm nguy hiểm là do cấu trúc chỗ nối giữa 2 tiểu phần S1, S2 trên protein gai trong quá trình xuất bào.

Protein gai của coronavirus là thành phần đầu tiên hoạt động tham gia vào sự xâm nhập của SARS-CoV-2 vào tế bào vật chủ. Nó có 1 chuỗi 5 axit amin (Proline-Arginine-Arginine-Alanine-Arginine) ở chỗ nối giữa hai tiểu đơn vị S1 và S2 so với chỉ 1 axit amin Arginine ở các coronavirus khác. Đây là vị trí mà protein furin của tế bào người nhận diện và cắt gọt, nhờ đó hạt virus hợp nhất và xâm nhập dễ dạng vào tế bào phổi của con người [1].

Việc cắt đứt liên kết giữa các tiểu phần S1 và S2 giúp nới lỏng các protein gai của virus để trong quá trình xâm nhập tế bào, chúng bị cắt lần thứ 2 bởi enzyme protease serine xuyên màng 2 (Transmembrane serine protease 2 - TMPRSS2), làm lộ ra vùng kỵ nước và nhanh chóng tự vùi vào màng tế bào chủ. Nếu các protein gai không được furin cắt từ trước, chúng bỏ qua TMPRSS2 và đi vào tế bào chậm hơn qua con đường endosome [2].

Hai biến thể Alpha và Delta của SARS-CoV-2 đã thay đổi ở vị trí phân cắt của furin và đề làm virus có khả năng lây truyền mạnh hơn. Trong biến thể Alpha, gốc proline ban đầu được thay đổi thành histidine (P681H) còn với biến thể Delta nó được thay đổi thành arginine (P681R). Cả hai thay đổi đều làm cho chuỗi ít mang tính axit hơn và chuỗi axitt amin càng có tính bazơ thì furin càng dễ nhận ra và cắt hiệu quả hơn.

Các protein gai trên bề mặt virus càng bị cắt bởi furin nhiều hơn thì virus sẵn sàng để xâm nhập vào các tế bào người hơn. Virus SARS-CoV có ít hơn 10% protein gai được cắt còn với SARS-CoV-2 thì tỷ lệ đó tăng lên 50%. Ở biến thể Alpha, con số này là hơn 50%. Trong khi biến thể Delta có hơn 75% số protein gai được cắt nên biến thể mới này có khả năng lây truyền cao hơn hẳn.

Những điểm còn chưa rõ

Cộng đồng khoa học vẫn đang còn rất nhiều điểm chưa hiểu rõ về SARS-CoV-2. Các ẩn số quan trọng như: có bao nhiêu thụ thể ACE2 cần thiết để liên kết với mỗi protein gai; khi nào tiểu đơn bị S2 bị TMPRSS2 phân cắt; số lượng gai cần thiết cho sự hợp nhất giữa virus và màng tế bào - và đó mới chỉ sự khởi đầu để hiểu rõ SARS-CoV-2. Vào tháng 4/2020, nhóm nghiên cứu của Gordon tại Đại học California, San Francisco, đã xác định được có ít nhất 332 poptein của người có tương tác với SARS-CoV-2 [3].

Thật không dễ dàng gì để giới khoa học để bắt kịp được với sự biến đổi virus nhanh chóng của loại này. Một điều chắc chắn là, các chuyên gia để đồng ý rằng hầu hết các đột biến xuất hiện cho đến nay đều liên quan đến mức độ lây lan của virus chứ không phải với mức độ gây hại của virus cho vật chủ. Biến thể Delta phát triển nhanh hơn và ở mức độ cao hơn bên trong phổi và họng của mọi người so với các phiên bản trước đó của virus [4].

Tuy vậy, vẫn chưa thể chắc chắn rằng bằng cách nào mà các đột biến của biến thể Delta đã làm tăng mức độ nguy hiểm bệnh COVID đến mức như hiện nay, đây là điều mà nhiều phòng thí nghiệm đang cố gắng tìm ra.

leftcenterrightdel
 

 *** Một nghiên cứu đã chứng minh rằng, những con chồn bị nhiễm SARS-CoV-2 đột biến mất đoạn motif chứa 5 gốc amino acid này có số lượng hạt virus thấp hơn so với những con bị nhiễm chủng SARS-CoV-2 thông thường và không truyền bệnh cho những động vật xung quanh1. Kết quả này cũng đồng thuận với nghiên cứu trước đó ghi nhận trên coronavirus có vị trí cắt của furin xâm nhập vào các tế bào hô hấp của người nhanh hơn so với những coronavirus không có vị trí đó. Nghiên cứu đó cho thấy rằng vị trí phân cắt đa bazơ (Multibasic Cleavage Site- MBCS) trên protein gai của SARS-CoV-2, mà không có trên gai của SARS-CoV, giúp làm tăng khả năng lây nhiễm trên các cơ quan hệ hô hấp người (Human Airway Organoids - hAOs). So với SARS-CoV, SARS-CoV-2 xâm nhập nhanh hơn vào các tế bào Calu-3 (một dòng tế bào ung thư phổi thường được sử dụng trong nghiên cứu ung thư và phát triển thuốc) và thường xuyên hơn, hình thành hợp bào trong hAO. Bên cạnh đó, MBCS làm tăng tốc độ nhập bào và sử dụng protease serine của màng sinh chất so với sự nhập bào nội thể qua trung gian cathepsin của SARS-CoV [5].

Người dịch: Cao Thị Thu Thuý, K63CNSHE

Biên tập: CĐH, NQT

Tài liệu tham khảo:

  1. Hoffmann, M., Kleine-Weber, H. & Pöhlmann, S. Mol. Cell 78, 779–784 (2020)
  2. Mykytyn, A. Z. et al. eLife 10, e64508 (2021)
  3. Gordon, D. E. et al. Nature 583, 459–468 (2020).
  4. Li, B. et al. Preprint at  https://doi.org/10.1101/2021.07.07.21260122 (2021)
  5. Wu, Y. & Zhao, S. Stem Cell Res. 50, 102115 (2021).