Sáng tỏ cách thức HIV bám vào tế bào T mở ra phương pháp điều trị trong tương lai.

Hình ảnh 3D của HIV tấn công một tế bào. Cho đến nay, các nhà khoa học vẫn chưa chắc chắn về cách HIV bám vào tế bào T, nhưng nghiên cứu mới đã cho phép họ hình dung được quá trình này. (Nguồn: martynowi.cz/Shutterstock.com)

Một nghiên cứu mới lần đầu tiên cho thấy virus gây suy giảm miễn dịch ở người (HIV) liên kết với tế bào lympho T như thế nào. Phát hiện này có thể có ý nghĩa đối với các liệu pháp mới để chống lại căn bệnh thế kỷ.
HIV vẫn là một vấn đề sức khỏe cộng đồng lớn trên toàn cầu. Kể từ khi xuất hiện vào thế kỷ 20, căn bệnh này đã cướp đi sinh mạng của 40,4 triệu người và đang lây lan ở tất cả các quốc gia. Không có cách chữa trị hoặc vắc xin ngừa nhiễm trùng, mặc dù liệu pháp kháng vi-rút (ART) giúp ngăn chặn vi-rút đến mức không thể phát hiện được ở những người nhiễm HIV. Tuy nhiên, những bệnh nhân này phải dùng thuốc suốt đời và đối với một số người, hiệu quả của thuốc có thể giảm dần theo thời gian. Vì vậy, luôn cần có những cải tiến mới để giúp điều trị hoặc ngăn ngừa nó.
Trong một thời gian, các nhà khoa học đã biết rằng bước đầu HIV lây nhiễm vào vật chủ bằng cách liên kết với một thụ thể trên bề mặt tế bào có tên là CD4. Trong nghiên cứu mới này, các nhà nghiên cứu đã sử dụng một kỹ thuật hình ảnh được gọi là chụp cắt lớp điện tử đông lạnh (cryo-ET), để hình dung cách HIV-1, loại HIV phổ biến nhất, tương tác với các mảnh vi-rút (VLP) mang thụ thể CD4. Về cơ bản, điều này mô phỏng cách HIV tương tác với tế bào T trong tự nhiên.
Walther Mothes, Tiến sĩ, Giáo sư Y khoa Paul B. Beeson tại Trường Y Yale cho biết: “Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy những giai đoạn đầu về cách căn bệnh thế kỷ này bắt đầu và các bước liên kết với các thụ thể”. 
Trong nghiên cứu này, Mothes và đồng nghiệp đã sử dụng virus gây bệnh bạch cầu ở chuột (MLV) để tạo ra các VLP có thụ thể CD4. Sau đó, họ quan sát sự kết hợp giữa HIV-1 và VLP bằng cryo-ET để nghiên cứu các tương tác xảy ra trên màng. HIV-1 và VLP tập hợp thành các cụm nhỏ, tạo thành các vòng. HIV-1 chỉ liên kết với một CD4 khi màng ở xa hơn, nhưng khi chúng tiến lại gần hơn, HIV-1 liên kết với CD4 thứ hai và sau đó là CD4 thứ ba.
Mothes giải thích: “Chúng tôi tin rằng ba bước trung gian này thể hiện cách HIV liên kết tự nhiên với CD4 trên tế bào T”. Mothes cho biết công việc trước đây đã mô hình hóa quá trình này. “Nhưng họ không biết liệu mô hình của họ có tồn tại trong tự nhiên hay không”. “Các nghiên cứu của chúng tôi về màng thật cho thấy điều đó đúng như vậy.”
Người ta hy vọng rằng, bằng cách nhắm vào các cấu hình trung gian của HIV, các biện pháp can thiệp mới sẽ giúp ngăn ngừa nhiễm HIV. Mothes cho biết: “Chúng tôi có mục tiêu cụ thể vào các trạng thái hình dạng này bằng kháng thể và thuốc”. Mục tiêu quan trọng là ngăn ngừa HIV, đồng thời không can thiệp vào các phân tử khác có lợi cho tế bào.
Wenwei Li, Tiến sĩ, nhà khoa học nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Mothes và là tác giả đầu tiên của cuốn sách, giải thích: "Hãy tưởng tượng virus HIV như những chiếc ô tô chạy trên đường. Các loại thuốc hiện tại chặn làn đường để ngăn chặn sự lây lan của virus nhưng chúng cũng ảnh hưởng đến những chiếc ô tô khác đang tham gia giao thông". "Chúng tôi đang tìm hiểu xem vi-rút trông như thế nào - màu sắc, kích thước và hình dạng - để có thể nhắm mục tiêu cụ thể vào chúng bằng thuốc, ngăn chặn vi-rút mà không ảnh hưởng đến những chiếc xe khác đang tham gia giao thông."
Khi virus liên kết với vật chủ, màng sẽ hợp nhất và virus có thể sinh sôi nảy nở. Trong các nghiên cứu trong tương lai, nhóm nghiên cứu hy vọng sẽ kiểm tra sự hợp nhất này chi tiết hơn. Li cho biết: “Có hai bước để lây nhiễm. Chúng tôi đã quan sát bước một trong nghiên cứu này”. "Và bây giờ chúng tôi đang tìm kiếm bước thứ hai."
Nghiên cứu này cũng có thể có những tác động vượt ra ngoài HIV. Nhóm nghiên cứu có kế hoạch áp dụng kỹ thuật của mình đối với các trường hợp lây nhiễm COVID-19, điều này cũng có thể giúp chống lại loại vi rút này.
Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature. (https://doi.org/10.1038/s41586-023-06762-6)