in

Chiết xuất từ “rong biển” vượt trội hơn Remdesivir trong việc ngăn chặn virus COVID-19

Khả năng của heparin

Heparin, một loại thuốc chống đông máu phổ biến, cũng có thể được dùng để tạo ra “bẫy” virus SARS-CoV-2.

Trong một thử nghiệm về hiệu quả kháng virus đối với chủng gây ra COVID-19, chiết xuất từ tảo biển ăn được về cơ bản tốt hơn remdesivir, chất kháng virus tiêu chuẩn hiện tại được sử dụng để chống lại căn bệnh này. Heparin, một chất làm loãng máu phổ biến và một biến thể của heparin khi bị loại bỏ các đặc tính chống đông máu, có khả năng hoạt động tương đương với remdesivir trong việc ức chế sự lây nhiễm SARS-CoV-2 trong tế bào động vật có vú.

Được công bố trực tuyến trên tạp chí Cell Discovery, nghiên cứu này là ví dụ mới nhất về việc các nhà khoa học từ Trung tâm Công nghệ sinh học và Nghiên cứu liên ngành (CBIS) tại Viện Bách khoa Rensselear đang phát triển để chống lại các loại virus, điển hình là coronavirus đang gây ra cuộc khủng hoảng sức khỏe toàn cầu hiện nay.

Ngăn chặn virus COVID-19

Cách virus SARS-CoV-2 hoạt động và đặt “bẫy” nó

Protein tăng đột biến trên bề mặt của SARS-CoV-2 bám vào thụ thể ACE-2, một phân tử trên bề mặt tế bào người. Sau khi ổn định, virus sẽ chèn vật liệu di truyền của chính nó vào tế bào, chiếm quyền điều khiển bộ máy tế bào để tạo ra virus nhân bản. Nhưng virus cũng có thể dễ dàng bị tác động để khóa chặt một phân tử mồi nhử phù hợp. Virus bị trung hòa sẽ bị khóa lại và cuối cùng bị phân hủy một cách tự nhiên. Nghiên cứu trước đây cho thấy kỹ thuật mồi nhử này hoạt động trong việc bẫy các loại virus khác, bao gồm cả sốt xuất huyết, Zika và cúm A.

Jonathan Dordick, trưởng nhóm nghiên cứu và là giáo sư về kỹ thuật hóa học và sinh học tại Học viện Bách khoa Rensselaer cho biết: “Chúng tôi đang tìm cách ngăn chặn sự lây nhiễm của virus vì đó là điều rất quan trọng nếu muốn nhanh chóng đối mặt với đại dịch. Thực tế là chúng ta không có thuốc kháng virus tốt. Để tự bảo vệ mình trước các đại dịch trong tương lai, chúng ta sẽ cần một kho vũ khí các phương pháp tiếp cận mà chúng ta có thể nhanh chóng thích ứng với các nhóm virus mới nổi.”

Khả năng kháng virus

Bài báo trên Cell Discovery kiểm tra hoạt tính kháng virus trong ba biến thể của heparin (heparin, trisulfated heparin, và heparin trọng lượng phân tử thấp không chống đông máu) và hai fucoidan (RPI-27 và RPI-28) chiết xuất từ rong biển. Tất cả năm hợp chất đều là những chuỗi dài phân tử đường được gọi là sulfated polysaccharides, một dạng cấu trúc mà theo kết quả của một nghiên cứu liên kết được công bố vào đầu tháng này trên tạp chí Antiviral Research đã đề xuất như một mồi nhử hiệu quả. 

Các nhà khoa học đã thực hiện một nghiên cứu về phản ứng với liều lượng được gọi là EC50 – viết tắt của nồng độ hiệu quả của hợp chất ức chế 50% sự lây nhiễm của virus – với mỗi hợp chất trong số năm hợp chất trên tế bào động vật có vú. Đối với kết quả của EC50, được đưa ra theo nồng độ mol, giá trị thấp hơn cho biết một hợp chất mạnh hơn.

RPI-27 mang lại giá trị EC50 xấp xỉ 83 nanomolar, trong khi một thử nghiệm trong ống nghiệm độc lập tương tự đã được công bố trước đây về remdesivir trên cùng các tế bào động vật có vú cho EC50 là 770 nanomolar. Heparin mang lại EC50 là 2.1 micromolar, hoặc khoảng một phần ba hoạt tính của remdesivir, và một chất tương tự không chống đông máu của heparin mang lại EC50 là 5.0 micromolar, khoảng một phần năm hoạt tính của remdesivir.

Một thử nghiệm riêng biệt không tìm thấy độc tính tế bào trong bất kỳ hợp chất nào, ngay cả ở nồng độ cao nhất được thử nghiệm.

Phương pháp tiếp cận mới về sự lây nhiễm

Robert Linhardt, giáo sư hóa học và sinh hóa học tại Rensselaer, người đang cộng tác với Dordick để phát triển chiến lược mồi nhử cho biết: “Điều khiến chúng tôi quan tâm hiện nay là một cách thức mới để hiểu về sự lây nhiễm bệnh. Theo suy đoán hiện tại, quá trình nhiễm COVID-19 bắt đầu từ mũi, và một trong hai chất này có thể là cơ sở cho thuốc xịt mũi. Nếu bạn có thể điều trị nhiễm trùng sớm hoặc thậm chí điều trị trước khi nhiễm trùng, bạn sẽ có cách ngăn chặn trước khi chúng xâm nhập vào cơ thể.”

Dordick nói thêm rằng các hợp chất từ rong biển có thể là cơ sở cho phương pháp tiếp cận thông qua đường miệng để giải quyết tình trạng nhiễm trùng đường tiêu hóa tiềm ẩn.

Protein đột biến

Trong nghiên cứu dữ liệu trình tự SARS-CoV-2, Dordick và Linhardt đã nhận ra một số mô hình về cấu trúc của protein đột biến mà hứa hẹn sự phù hợp tương thích với heparin, một kết quả được đưa ra trong nghiên cứu liên kết. Protein đột biến được bao bọc rất nhiều trong glycans, một dạng thích ứng bảo vệ chúng khỏi sự phân hủy từ các enzyme của con người và chuẩn bị cho bước liên kết với một thụ thể cụ thể trên bề mặt tế bào.

“Đó là một cơ chế rất phức tạp mà chúng tôi thực sự không biết tất cả các chi tiết về nó, nhưng chúng tôi đang nhận được nhiều thông tin hơn,” Dordick nói. “Một điều trở nên rõ ràng với nghiên cứu này là phân tử càng lớn thì càng tương thích. Các hợp chất tốt hơn chính là các polysaccharide được sulfat hóa, vốn tạo số lượng lớn các vị trí trên phân tử để bẫy virus.”

Mô hình phân tử dựa trên nghiên cứu liên kết đã tiết lộ các vị trí trên protein đột biến nơi heparin có thể tương tác, nâng cao triển vọng cho các polysaccharide được sulfat hóa tương tự.

Bản quyền bài viết thuộc về đội ngũ Science Vietnam. Vui lòng để lại nguồn và link bài viết khi sao chép.

Written by Science Vietnam

Science Vietnam được thành lập với mong muốn: cung cấp kiến thức - kết nối sinh viên với sinh viên, sinh viên với doanh nghiệp trong ngành Công Nghệ Thực Phẩm.

What do you think?

Trả lời