Các nhà khoa học, nghiên cứu phân tích virus truyền nhiễm phải mặc bộ quần áo an toàn sinh học toàn thân, mặt nạ điều áp và làm việc trong phòng thí nghiệm với nhiều cấp độ ngăn chặn lây lan với hệ thống thông gió chuyên dụng. 

Trong điều kiện phòng hộ cao nhất để bảo vệ nhân viên phòng thí nghiệm, những biện pháp phòng ngừa an toàn này làm chậm nỗ lực điều nghiên, phát triển thuốc và vắc-xin cho COVID-19 do nhiều nhà khoa học không được trang bị các phương tiện an toàn sinh học cần thiết.

Để khắc phục khó khăn trong điều kiện cần đẩy nhanh quá trình tìm kiếm thuốc và vắc xin hiệu dụng, các nhà khoa học tại Đại học Y Washington ở St. Louis phát triển một loại virus lai ghép, cho phép nhiều nhà khoa học tham gia vào cuộc chiến chống đại dịch COVID-19. 

Các nhà nghiên cứu biến đổi gen một loại virus ôn hòa bằng phương pháp hoán đổi một trong những gen bằng gen của SARS-CoV-2, virus gây ra đại dịch COVID-19. Virus lai cũng lây nhiễm vào các tế bào và các kháng thể nhận biết tương tự như SARS-CoV-2, nhưng loại virus này có thể nghiên cứu trong những điều kiện an toàn của phòng thí nghiệm thông thường.

Nghiên cứu này được thông báo trên tạp chí trực tuyến Cell Host & Microbe .

"Tôi chưa bao giờ có nhiều yêu cầu về các tài liệu khoa học trong khoảng thời gian ngắn như vậy", Tiến sĩ, Marvin A. Brennecke, Giáo sư và Trưởng khoa Vi sinh Phân tử, đồng tác giả với giáo sư Sean Whelan, lãnh đạo công trình nghiên cứu này cho biết. 

"Chúng tôi đã cung cấp tài liệu về virus lai ghép này cho các nhà nghiên cứu ở Argentina, Brazil, Mexico, Canada và trên khắp Hoa Kỳ. Chúng tôi có các yêu cầu đang chờ được giải quyết từ Vương quốc Anh và Đức. Ngay cả trước khi chúng tôi xuất bản báo cáo khoa học, các nơi đã nghe thông tin này và bắt đầu yêu cầu tài liệu. "

Để tạo ra một virus mô phỏng SARS-CoV-2, an toàn hơn trong nghiên cứu, Whelan và các đồng nghiệp – trong đó có các tác giả đồng cấp Michael S. Diamond, MD, Giáo sư tiến sĩ Y khoa Herbert S. Gasser, Tiến sĩ Brett Case, nhà nghiên cứu sau tiến sĩ trong phòng thí nghiệm Diamond và Paul W. Rothlauf, sinh viên đã tốt nghiệp thuộc phòng thí nghiệm của Whelan đã tiến hành thực nghiệm với virus viêm miệng mụn nước (VSV). 

Virus này thường được các phòng thí nghiệm virus học sử dụng để thí nghiệm vì khá vô hại và dễ thao tác về mặt di truyền. Virus này gây bệnh cho gia súc như ngựa và lợn, VSV thỉnh thoảng cũng lây nhiễm cho người, gây ra loại bệnh giống như cúm nhẹ kéo dài từ ba đến năm ngày.

Virus có protein trên bề mặt, được sử dụng để bám vào và lây nhiễm tế bào. Các nhà nghiên cứu loại bỏ gen protein bề mặt của VSV và thay thế bằng gen từ SARS-CoV-2, được gọi là (protein spike). Biến đổi gen tạo ra một loại virus mới tương tự như các tế bào virus SARS-CoV-2 nhưng thiếu các gen khác cần thiết để gây bệnh. Nhóm nhà khoa học đặt tên là virus lai VSV-SARS-CoV-2.

 

Sử dụng huyết thanh từ những người sống sót COVID-19 và những kháng thể đã được tinh lọc, các nhà khoa học phát hiện rằng, các kháng thể nhận biết virus lai ghép tương tư như với virus SARS-CoV-2, thu thập được từ một bệnh nhân COVID-19. 

Các kháng thể hoặc huyết thanh ngăn chặn virus lai ghép lây nhiễm tế bào cũng ngăn chặn virus SARS-CoV-2 thực sự; những kháng thể hoặc huyết thanh không thể ngăn chặn virus lai ghép cũng thất bại trong việc ngăn chặn SARS-CoV-2 thực sự. Ngoài ra, phân tử mồi nhử cũng có hiệu quả tương đương gây nhầm lẫn cho cả hai loại virus, ngăn chặn lây nhiễm vào các tế bào.

"Con người chắc chắn sẽ phát triển kháng thể chống lại những protein khác của SARS-CoV-2, nhưng phát triển kháng thể chống lại protein spike là vấn đề quan trọng nhất để bảo vệ cơ thể chống lại sự lây nhiễm của coronavirus",

Whelan nói. "Vì vậy, miễn là virus có protein spike, hệ thống miễn dịch của con người sẽ nhìn nhận như là SARS-CoV-2, cho tất cả các mục đích và mục đích."

Virus lai ghép có thể hỗ trợ các nhà khoa học nghiên cứu phân tích hàng loạt các biện pháp phòng ngừa và điều trị dựa trên phát triển các kháng thể đối với COVID-19. 

Virus lai ghép có thể được sử dụng để đánh giá, các vắc-xin thử nghiệm có tạo ra những kháng thể trung hòa hay không, người đã khỏi bệnh lây nhiễm COVID-19 có mang đủ kháng thể trung hòa để hiến huyết tương cho bệnh nhân COVID-19 hay không hoặc xác định kháng thể phát hiện được, có khả năng nghiên cứu điều chế thành thuốc kháng vi-rút.

"Một trong những vấn đề khi nghiên cứu, đánh giá kháng thể trung hòa là nhiều xét nghiệm đòi hỏi phải được trang bị an toàn sinh học BSL-3, hầu hết các phòng thí nghiệm điều trị và các công ty thuốc không có cơ sở BSL-3", Diamond, giáo sư vi sinh phân tử, bệnh lý và miễn dịch học nói. 

"Với loại virus mô phỏng này, các nhà khoa học có thể lấy huyết thanh, huyết tương hoặc kháng thể, phân tích thông lượng cao ở cấp độ an toàn sinh học BSL-2, mà mọi phòng thí nghiệm đều có và không bị đe dọa nhiễm bệnh. Những kết quả thí nghiệm tương quan gần như hoàn hảo với những dữ liệu thu được từ virus SARS-CoV-2 truyền nhiễm.

Virut lai tương tự như SARS-CoV-2 đối với hệ thống miễn dịch nhưng lại không gây bệnh nặng, đây thực sự là một ứng viên tiềm năng để phát triển vắc-xin. Giáo sư Diamond nói thêm.  Whelan và các nhà khoa học khác đang nghiên cứu thử nghiệm trên động vật để đánh giá khả năng này.