Enzym cho phép tái tạo SARS-CoV-2

SARS-CoV-2 là một loại coronavirus gây ra đại dịch COVID-19 toàn cầu, sử dụng một protein gọi là polymerase để sao chép bộ gen RNA của nó bên trong các tế bào bị nhiễm bệnh. 

Về lý thuyết, việc chấm dứt phản ứng polymerase sẽ ngăn chặn sự lan truyền của coronavirus, dẫn đến việc bị tiêu diệt bởi hệ thống miễn dịch của vật chủ con người. Tuy nhiên, SARS-CoV-2 có hai enzym quan trọng cho phép sao chép là polymerase (tái tạo RNA) và exonuclease - hiệu đính để sửa lỗi trong quá trình sao chép). Sự hiện diện của exonuclease để hiệu đính là duy nhất đối với coronavirus và cần thiết để giảm số lượng đột biến, do đó duy trì tính toàn vẹn và chức năng của bộ gen RNA lớn của coronavirus. 

Thuốc ức chế polymerase dựa trên nucleotide là loại thuốc rất thành công để điều trị nhiễm HIV và virus viêm gan B và C. Tuy nhiên, do sự hiện diện của exonuclease hiệu đính trong SARS-CoV-2, loại enzyme có thể loại bỏ các chất ức chế polymerase khỏi RNA, nên chất ức chế polymerase remdesivir (loại thuốc duy nhất được FDA chấp thuận cho COVID-19) không hiệu quả như mong đợi trong ngăn ngừa bệnh nặng. 

Các nhà khoa học cho rằng, nếu exonuclease có thể bị ức chế đồng thời hoặc hoạt động của nó bị loại bỏ, sự nhân lên của virus sẽ bị ngăn chặn hiệu quả hơn.

Sản xuất thuốc trị COVID-19 từ thuốc kháng virus mới

Các nhà nghiên cứu tại Colombia, Brazin và Mỹ đã tìm hiểu xem việc kết hợp của các chất ức chế polymerase và exonuclease (các enzym cho phép SARS-CoV-2 sinh sản) có thể ức chế sự nhân lên của SARS-CoV-2 hiệu quả hơn hay không, hoặc việc chỉnh sửa chất ức chế polymerase có thể chống lại sự loại bỏ bởi exonuclease hay không. 

Các nhà khoa học đã thực hiện các nghiên cứu cấp độ phân tử để xác định tương tác giữa các chất ức chế và enzym, sử dụng một phương pháp dựa trên khối phổ mới. Trong khi đó, nhóm nghiên cứu Brazil đã thiết kế và thực hiện các nghiên cứu tế bào để đo lường tác động ức chế của sự kết hợp thuốc đối với sự sinh sản của virus. 

Đồng thời, nhóm nghiên cứu cũng đã sản xuất một phức hợp của polymerase và exonuclease được sử dụng trong nghiên cứu phân tử.

Kết quả đã chứng minh rằng chất ức chế polymerase và exonuclease hoạt động cùng nhau có thể ngăn chặn khả năng sinh sản của virus trong các tế bào phổi bị nhiễm bệnh. Sự kết hợp các chất ức chế cả hai loại prtein (polymerase và exonucleases) có thể làm giảm sự sao chép của SARS-CoV-2 gấp 10 lần so với khi chỉ sử dụng các chất ức chế polymerase. Đồng thời, các nhà khoa học cũng xác định một chất ức chế polymerase với một thay đổi độc đáo đã giúp chống lại sự loại bỏ khỏi RNA bởi exonuclease. 

Những phát hiện này cho thấy tiềm năng to lớn của các kết hợp thuốc kháng virus mới có thể giúp ngăn chặn sự lây lan của COVID-19 và các bệnh do coronavirus khác.