Nhận diện cấu trúc trong các biến thể SARS-CoV-2 Alpha và Beta

Những nghiên cứu mới nhất về cấu trúc của protein gai của các biến thể SARS-CoV-2 do tiến sĩ Bing Chen tại bệnh viện Nhi đồng Boston tiết lộ những đặc tính của biến thể Alpha (ban đầu ở Anh) và Beta (ban đầu ở Nam Phi). Nó đề xuất các vaccine hiện hành có thể ít hiệu quả chống lại biến thể Beta.

Đột biến trong các biến thể SARS-CoV-2 thay đổi trong khả năng tĩnh điện trên bề mặt gai. Tại đây, các khu vực tích điện dương được hiển thị màu xanh và khu vực tích điện âm hiển thị màu đỏ. Trong biến thể Beta, miền liên kết thụ thể (RBD) và miền điểm mút N (NTD) đã thay đổi một cách cơ bản, ảnh hưởng lên năng lực của các kháng thể để liên kết và trung hòa virus. Nguồn: Bing Chen, PhD, Boston Children's Hospital

Các protein gai, nằm trên bề mặt của SARS CoV-2, nhằm để tăng cường khả năng của virus bám và nhảy vào các tế bào của chúng ta, và tất cả các vaccine hiện hành đều nhắm thẳng vào chúng. Nghiên cứu mới, xuất bản trênScience“Structural basis for enhanced infectivity and immune evasion of SARS-CoV-2 variants”, sử dụng kính hiển vi điện tử cryo-EM để so sánh protein gai từ virus nguyên bản với protein gai ở biến thể Alpha và Beta ¹.

Những phát hiện về cấu trúc chỉ dấu là những đột biến trong biến thể Beta (được biến đến với tên gọi B.1.351) thay đổi hình dạng của bề mặt gai tại những điểm nhất định. Kết quả là, các kháng thể trung hòa do cảm ứng với các vaccine hiện hành đã ít có khả năng gắn kết với virus Beta, vốn có thể cho phép nó tránh được hệ miễn dịch thậm chí khi con người đã được tiêm vaccine.

“Các đột biến khiến các kháng thể được vaccine hiện hành kích thích ít hiệu quả đi”, Chen nói. Nhà nghiên cứu này là thành viên của ban Y học phân tử của bệnh viện Nhi đồng Boston. “Biến thể Beta có phần kháng lại các vaccine hiện hành, và chúng tôi nghĩ là một chất phụ trợ với trình tự di truyền mới có thể có lợi ích bảo vệ chống lại biến thể này”.

Dẫu sao, nghiên cứu này đã tìm ra các đột biến trong biến thể Beta khiến cho gai ít hiệu lực liên kết với ACE2 – nó đề xuất biến thể này ít có khả năng lây truyền hơn biến thể Alpha.

Tạm an tâm với biến thể Alpha; đang thực hiện nhiều nghiên cứu về biến thể hơn

Về biến thể Alpha variant (B.1.1.7), nghiên cứu xác nhận một thay đổi di truyền trên gai (một phép thế amino acid) giúp virus liên kết tốt hơn với các thụ thể ACE2, khiến cho nó lây nhiễm nhiều hơn. Tuy nhiên, xét nghiệm chỉ dấu là các kháng thể được các vaccine hiện có đưa ra có thể vẫn làm trung hòa được biến thể này.

Các nhà nghiên cứu cho biết, một biến thể SARS-CoV-2 có thể cần phải làm được ba điều để trở thành một mối nguy: lan truyền một cách dễ dàng hơn, lẩn tránh được hệ miễn dịch ở những người đã được tiêm vaccine hoặc từng bị phơi nhiễm COVID-19 trước đây, và là nguyên nhân khiến bệnh dịch nặng hơn. May mắn là cả hai biến thể Alpha và Beta không đạt được tất cả các tiêu chí này.

“Dữ liệu của chúng tôi đề xuất là sự kết hợp khủng khiếp nhất của nhiều đột biến không hiện diện trong những biến thể đang tồn tại và được chúng tôi xem xét”, các nhà nghiên cứu viết.

Nhóm nghiên cứu của Chen đang lên kế hoạch báo cáo về các cấu trúc của những biến thể đáng lo ngại khác, bao gồm biến thể Delta (B.1.617.2), trong tương lai gần. Những nghiên cứu như vậy đang được tiến hành.