Phát triển protein ngăn cơ thể tự hủy hoại trước nCoV

Nhóm nghiên cứu ở Viện Công nghệ Massachusetts phát triển những protein đặc hiệu có cấu trúc tương tự kháng thể có khả năng hấp thụ những cytokine dư thừa. Một trong những đặc điểm của Covid-19 là phản ứng miễn dịch thái quá xảy ra ở vài bệnh nhân gọi là bão cytokine, dẫn tới tổn thương phổi và tử vong.   

Nhóm nghiên cứu báo cáo phát hiện sơ bộ trên tạp chí Quarterly Review of Biophysics (QRB) Discovery hôm 9/4 và hy vọng có thể bắt đầu thử nghiệm protein trên tế bào người và mô hình động vật nhiễm nCoV. Các thành viên nhóm nghiên cứu bao gồm nhà khoa học thỉnh giảng Shilei Hao và nhà nghiên cứu Rui Qing, David Jin, giám đốc điều hành công ty Avalon GloboCare. "Ý tưởng của chúng tôi là tiêm những protein đó vào cơ thể để liên kết với các thụ thể cytokine dư thừa do "bão cytokine" tạo ra, loại bỏ chúng và giảm nhẹ triệu chứng nhiễm bệnh", Qing giải thích.   

Nghiên cứu ngăn chặn "bão cytokine" bắt nguồn từ dự án phát triển phiên bản biến đổi protein gắn vào màng tế bào mà Zhang thực hiện cách đây 10 năm. Những protein này thường khó nghiên cứu bởi sau khi tách khỏi màng tế bào, chúng chỉ duy trì cấu trúc nếu đặt trong dung dịch đặc biệt.  

Mất vài năm tìm cách xử lý vấn đề, Zhang và Qing phát triển phương pháp chỉnh sửa đầu kỵ nước của protein để chúng có thể hòa tan trong nước và dễ nghiên cứu hơn. Phương pháp mang tên mã QTY của họ thay thế một số amino axit kỵ nước bằng amino axit có cấu trúc tương tự.

Sau đó, Jin tới phòng thí nghiệm của Zhang với ý tưởng thiết kế phiên bản hòa tan trong nước của protein thụ thể cytokine. Những thụ thể này được tìm thấy trên bề mặt tế bào miễn dịch, nơi chúng liên kết với cytokine (protein phát tín hiệu kích thích phản ứng viêm và các phản ứng miễn dịch khác). Jin cho rằng protein mô phỏng thụ thể cytokine có thể giúp xử lý "bão cytokine" do nhiễm virus hoặc vi khuẩn gây ra.

Tháng 4/2019, nhóm nghiên cứu của Zhang tiến hành thiết kế protein có thể hấp thụ những cytokine dư thừa giống như bọt biển hút nước. Để làm điều đó, họ sử dụng mã QTY tạo ra phiên bản hòa tan trong nước của thụ thể cytokine. Khi protein hòa tan trong nước, chúng có thể di chuyển hiệu quả trong mạch máu và bám vào tế bào mà chúng bắt gặp.

Các nhà nghiên cứu cũng gắn một đoạn kháng thể gọi là vùng Fc vào protein thụ thể hòa tan trong nước. Vùng kháng thể này giúp protein ổn định hơn trong mạch máu và ít bị hệ miễn dịch tấn công hơn. Họ thiết kế protein mô phỏng 6 thụ thể cytokine khác nhau, có thể liên kết với các cytokine như interferon, interleukin, và chemokine. Khi thử nghiệm lực liên kết của những protein này trong phòng thí nghiệm, họ nhận thấy chúng hấp thụ phần lớn cytokine dư thừa được tiết ra trong "bão cytokine".  

Tháng 3/2020, khi có bằng chứng cho thấy nCoV gây ra "bão cytokine" ở một số bệnh nhân, nhóm nghiên cứu nhận thấy những protein thụ thể mà họ thiết kế có thể giúp ích. Họ quyết định công bố kết quả nghiên cứu và lên kế hoạch tiến hành thêm thử nghiệm ở tế bào người và mô hình động vật nhiễm Covid-19. Nhóm của Zin hy vọng sớm được cấp phép công nghệ và cộng tác với các công ty dược phẩm và công nghệ sinh học để bắt đầu thử nghiệm lâm sàng.