Các nhà nghiên cứu tại Đại học Northwestern, Đại học Washington và Đại học Washington tại St. Louis phát triển một loại thuốc xịt mũi kháng vi-rút trên cơ sở protein mới được phát triển, chuẩn bị cho giai đoạn I thử nghiệm lâm sàng trên người để điều trị Covid-19.

Protein mới vô hiệu hóa virus có hiệu lực tương tự hoặc mạnh hơn so với các phương pháp điều trị bằng kháng thể thuộc nhóm Cho phép Sử dụng Khẩn cấp từ Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Mỹ (FDA). Đặc biệt, protein này trong thử nghiệm đã vô hiệu hóa tất cả các biến thể SARS-CoV-2, điều mà nhiều kháng thể lâm sàng không thực hiện được.

Khi các nhà nghiên cứu áp dụng phương pháp điều trị cho chuột dưới dạng xịt mũi, kết quả cho thấy, loại protein kháng virus này làm giảm các triệu chứng nhiễm trùng hoặc thậm chí ngăn ngừa nhiễm trùng hoàn toàn.

Ảnh CryoEM của protein đột biến mới của coronavirus. Ảnh: Đại học Northwestern / Đại học Washington / Đại học Washington

Công trình nghiên cứu được công bố trên tạp chí Science Translational Medicine ngày 12/4/2022.

Công trình nghiên cứu được thực hiện dưới lãnh đạo của GS Michael Jewett thuộc Đại học Northwestern; GS David Baker và PGS David Veesler tại Đại học Y khoa Washington; GS Bác sĩ Michael S. Diamond thuộc Đại học Washington.

Nhóm nghiên cứu sử dụng siêu máy tính để thiết kế các protein, có thể bám vào các vị trí dễ tổn thương trên bề mặt của coronavirus mới, nhắm mục tiêu vào protein spike. Nghiên cứu này lần đầu tiên được giới thiệu trên tạp chí Khoa học vào năm 2020.

Trong nghiên cứu mới, nhóm nhà khoa học tổ chức lại các protein, được gọi là minibinder nhằm tăng cường sức mạnh. Thay vì chỉ nhắm mục tiêu vào một vị trí của bộ phận lây nhiễm virus, các minibinder liên kết đồng thời với ba vị trí, giảm khả năng tách rời của thuốc khỏi virus.

Ảnh CryoEM của protein spike mới của coronavirus. Nhìn từ trên xuống có thể thấy ba vị trí liên kết trên protein. Ảnh: Đại học Northwestern / Đại học Washington / Đại học Washington

Jewett cho biết, protein spike của SARS-CoV-2 có ba vùng liên kết, các liệu pháp kháng thể thông thường chỉ có thể ngăn chặn một vùng. Những minibinder mới nằm trên đỉnh của protein spike giống như giá ba chân và chặn cả ba. Tương tác giữa protein đột biến và chất kháng virus này là một trong những tương tác chặt chẽ nhất được biết đến trong sinh học. Khi đặt protein spike và liệu pháp kháng virus mới cùng nhau trong một ống nghiệm trong một tuần, cả hai vẫn kết nối với nhau và không thể tách rời. "

Jewett là GS về kỹ thuật hóa học và sinh học tại Trường Kỹ thuật McCormick của Northwestern, giám đốc Trung tâm Sinh học Tổng hợp của Northwestern. Andrew C. Hunt, nghiên cứu sinh TS tại phòng thí nghiệm của Jewett, đồng tác giả bài báo.

Do virus SARS-CoV-2 thường xuyên đột biến tạo ra các biến thể mới, một số phương pháp điều trị trở nên kém hiệu quả hơn khi virus biến đổi. Tháng 3/2022, FDA tạm dừng một số phương pháp điều trị bằng kháng thể đơn dòng do không chống lại được biến phụ omicron BA.2.

Không giống như các phương pháp điều trị bằng kháng thể, không thể vô hiệu hóa omicron, các minibinders mới duy trì hiệu lực chống lại các biến thể omicron. Ngăn chặn protein spike của virus, thuốc kháng virus mới ngăn không cho virus liên kết với thụ thể men chuyển 2 (ACE2), điểm xâm nhập để lây nhiễm vào cơ thể. Do coronavirus mới và các biến thể đột biến không thể lây nhiễm vào cơ thể mà không liên kết với thụ thể ACE2, nên thuốc kháng virus cũng sẽ chống lại các biến thể khác hiệu quả trong tương lai.

Ngoài việc mất hiệu quả điều trị các biến thể mới, những liệu pháp kháng thể hiện nay có một số vấn đề lớn, khó phát triển, đắt tiền và cần có các chuyên gia chăm sóc sức khỏe quản lý. Liệu pháp kháng thể yêu cầu chuỗi cung ứng phức tạp và đòi hỏi làm lạnh rất cao, thường không hiệu quả với các cơ sở y tế nghèo vật chất, khó khăn thiếu thốn.

Thuốc kháng virus mới giải quyết tất cả những vấn đề này. Thuốc kháng virus mới có thể sản xuất trên quy mô lớn ở các vi sinh vật như E. coli, tiết kiệm chi phí trong sản xuất và giảm giá thành. Liệu pháp mới ổn định ở nhiệt độ cao, hợp lý hóa hơn nữa quy trình sản xuất và giảm chi phí bảo quản trong điều trị. Thuốc có thể được sử dụng dưới dạng thuốc xịt mũi dùng một lần, không cần các chuyên gia y tế.

Nhóm nghiên cứu hy vọng rằng, thuốc kháng virus có thể được bán rộng rãi tại hiệu thuốc, sử dụng như một biện pháp phòng ngừa chống lây nhiễm.