Trong một nghiên cứu mới đăng trên tạp chí Nature Communications ngày hôm nay, các nhà khoa học cho biết họ đã sử dụng công nghệ chỉnh sửa gen CRISPR để ngăn chặn thành công sự lây truyền của virus SARS-CoV-2 trong tế bào người bị nhiễm bệnh.
Điều đó có nghĩa đây sẽ là một phương pháp điều trị COVID-19 tiềm năng, mảnh ghép còn thiếu mà chúng ta đã đi tìm suốt từ những ngày đầu của đại dịch. Bên cạnh vắc-xin, phương pháp chữa trị COVID-19 là thứ vũ khí sẽ giúp thế giới chiến thắng đại dịch với ít ca tử vong nhất.
Ngoài ra, trong một kịch bản mà đại dịch có thể không bao giờ chấm dứt, khi virus SARS-CoV-2 có thể tiến hóa thành một chủng như cúm mùa và lây nhiễm lặp lại theo từng đợt mỗi năm, vai trò của một phương pháp điều trị COVID-19 thậm chí còn trở nên quan trọng hơn nữa.
Một chiếc kéo phân tử có thể cắt tan virus SARS-CoV-2
Nếu bạn chưa biết, CRISPR là gì, thì đó là viết tắt của "Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats" tạm dịch là "Nhóm các đoạn ngắn đối xứng lặp lại thường xuyên". Đây vốn là một cơ chế mà vi khuẩn cổ đại dùng để chống lại virus xâm nhập.
Đầu tiên, vi khuẩn thu thập các đoạn mã RNA ngoại lai mà virus truyền vào tế bào của nó. Sau đó, nó tích hợp đoạn mã này vào DNA của mình tại vùng có các đoạn lặp ngắn CRISPR. Vùng gen này hoạt động như một bảng cáo thị, dán vào RNA của các virus cần được truy nã.
Tiếp theo, CRISPR với đoạn RNA "cáo thị" đó được phiên mã thành các đoạn RNA ngắn (được gọi là crRNA_CRISPR-derived RNA). Các crRNA này vũ trang lên mình bằng một loại protein gọi là Cas, được ví như một chiếc kéo phân tử có khả năng cắt tất cả các chuối vật chất di truyền như DNA và RNA.
Bởi hệ thống CRISPR trước đó đã nhận diện được RNA của virus, protein Cas trên nó sẽ tìm diệt và cắt tan tất cả vật chất di truyền của bất kể con virus nào chúng tìm thấy. Điều này trực tiếp phá hủy virus và khiến chúng không thể nhân lên được nữa.
Đó chính xác là những gì mà các nhà khoa học tại Viện Nhiễm trùng và Miễn dịch Peter Doherty, Australia thực hiện trong nghiên cứu mới của mình. Nhưng thay vì sử dụng phiên bản protein cắt "cas9" mà chúng ta thường thấy trong các nghiên cứu CRISPR, lần này họ sử dụng enzyme Cas13b.
Phiên bản tinh chỉnh CRISPR-Cas13b cho phép nó nhận dạng các trình tự RNA trên virus SARS-CoV-2. "Và một khi đã bị nhận dạng, enzyme gắn với CRISPR sẽ được kích hoạt để cắt tan virus", Sharon Lewin, tác giả chính của nghiên cứu cho biết.
Bởi vì vật chất di truyền của virus SARS-CoV-2 trong tế bào đã bị phá hủy, nó sẽ không thể sao chép và nhân lên được nữa. Tải lượng virus trong tế bào sau đó sẽ giảm xuống và theo lý thuyết bạn sẽ khỏi bệnh.
"Chúng ta đang rất cần tìm ra một phương pháp chữa trị tốt hơn cho những bệnh nhân COVID-19 phải nhập viện. Các lựa chọn hiện nay của chúng ta đang rất hạn chế. Trường hợp tốt nhất chúng mới chỉ giúp giảm nguy cơ tử vong xuống 30%", Lewin nói.
"Trong nghiên cứu của mình, chúng tôi đã sử dụng CRISPR để nhắm mục tiêu vào một số đoạn trên bộ gen virus – cả những đoạn gen rất ổn định, không thay đổi và những đoạn gen có khả năng biến đổi cao. Kết quả cho thấy trong tất cả các trường hợp, nó đều hoạt động tốt trong việc tiêu diệt virus".
Các nhà khoa học cho biết thêm kỹ thuật của họ có thể ngăn chặn sự nhân lên của cả các biến thể SARS-CoV-2, do việc nhắm mục tiêu chính xác vào các đoạn mã RNA mà chúng chia sẻ với chủng virus ban đầu. Đây là một tín hiệu tốt trong bối cảnh SARS-CoV-2 đã xuất hiện các biến thể kháng được vắc-xin.
CRISPR, một chiếc kéo phân tử có thể cắt tan virus SARS-CoV-2 ra thành từng mảnh.
CRISPR: Công cụ đa năng có thể giải quyết tất cả các đại dịch trong tương lai
Lewin và nhóm nghiên cứu cho biết sắp tới họ sẽ thử nghiệm phương pháp của mình trên động vật và hướng đến thử nghiệm lâm sàng trên người. Tuy nhiên, khi nói đến một công cụ gen như CRISPR, thời gian thử nghiệm sẽ "không phải tính bằng tháng mà có lẽ phải bằng năm".
Do đó, nhóm nghiên cứu nói rằng trong giai đoạn cấp bách, tốt hơn hết các hãng dược phẩm vẫn nên tập trung vào phát triển một loại thuốc kháng virus đơn giản, có thể uống được và bệnh nhân có thể dùng ngay sau khi có kết quả xét nghiệm dương tính với COVID-19.
Điều này sẽ giúp họ không bị ốm nặng và giảm bớt áp lực lên các bệnh viện và hệ thống chăm sóc y tế.
Nhưng nếu vậy thì tại sao Lewin và nhóm nghiên cứu của mình lại chọn CRISPR làm công cụ chống lại virus SARS-CoV-2? Chẳng phải nó vừa phức tạp hơn, cần thời gian thử nghiệm lâu hơn và lại giống "giết gà bằng dao mổ trâu" hay sao?
Vấn đề hóa ra nằm ở chỗ CRISPR có thể trở thành một công cụ đa năng.
Trong ngắn hạn để giải quyết đại dịch COVID-19, chúng ta có thể chỉ cần đến một loại thuốc chống virus rẻ tiền. Nhưng trong một cuộc chiến dài hơi với tất cả các mầm bệnh khác, bao gồm cả bệnh cúm hoặc HIV, CRISPR sẽ chứng minh được tiềm năng của nó.
"Không giống như các loại thuốc chống virus thông thường, sức mạnh của công cụ này nằm ở tính linh hoạt trong thiết kế và khả năng thích ứng, khiến nó trở thành một loại thuốc phù hợp chống lại vô số chủng virus gây bệnh từ cúm, Ebola cho đến cả HIV", đồng tác giả nghiên cứu Mohamed Fareh đến từ Trung tâm Ung thư Peter MacCallum cho biết.
Do đó, CRISPR có thể trở thành lời giải cho COVID-19, trong trường hợp chúng ta không có được một loại thuốc kháng virus SARS-CoV-2 rẻ tiền, và cả những đại dịch mới, gây ra bởi những chủng virus hoàn toàn mới nếu chúng có xuất hiện trong tương lai.
Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Communications.
Tham khảo Sciencealert, Vjsonline