Phát triển phân tử nano ngăn ngừa lây nhiễm virus HIV

Các kỹ sư tại Đại học California San Diego đã phát triển một phương pháp mới đầy triển vọng ngăn chặn virus HIV trong cơ thể. Bằng cách bao phủ các phân tử nano polyme lên các màng tế bào lympho T, các nhà nghiên cứu đã biến các màng tế bào thành bẫy ngăn không cho các phân tử truyền nhiễm xâm nhập vào tế bào miễn dịch của cơ thể.

Tế bào T bị nhiễm virus HIV nhìn qua kính hiển vi.

Kỹ thuật mới mang tên “mút xốp nano” (nanosponge), được điều hành bởi Giáo sư Liangfang Zhang, Đại học California San Diego. Công trình được giới thiệu lần đầu trên tạp chí Advanced Materials vào cuối năm 2018 với tựa đề “Các phân tử nano mô phỏng tế bào lympho T có thể trung hòa khả năng lây truyền HIV”.

Các phương pháp điều chế thuốc chống HIV hiện tại yêu cầu các nhà khoa học phải tìm ra cách ngăn chặn các protein gây hại hoặc phát hiện ra đường đi của virus để ngăn nó gây hại cho cơ thể. Tuy nhiên, trên thực tế, virus có rất nhiều con đường di chuyển khác nhau, cộng thêm số lượng virus nhiều đáng kể, sẽ rất khó để tìm ra một con đường giúp tiêu diệt hoàn toàn virus. Vì vậy, phương pháp mà nhóm nghiên cứu của Zhang đề xuất cách tiếp cận tập trung vào mục tiêu của virus: tế bào miễn dịch. Các phân tử nano được bao bọc bởi màng tế bào lympho T sẽ trở thành mục tiêu đánh lạc hướng để virus không tấn công vào tế bào thực sự.

Thông thường, virus HIV tập trung tấn công các tế bào CD4+ T, hay còn gọi là tế bào lympho Th hay tế bào T hỗ trợ. Trong cơ thể khỏe mạnh, các tế bào T có vai trò nhận diện để tiêu diệt và loại bỏ các mầm bệnh ngoại lai. Virus HIV sẽ tìm kiếm và bám vào bề mặt các tế bào T, sử dụng thụ thể CD4 và tiêm nhiễm các vật chất di truyền vào trong tế bào T và lợi dụng cơ chế của tế bào để tự nhân bản. Cuối cùng, sau khi virus HIV đã nhân bản đủ số lượng, các phần tử nhiễm bệnh sẽ thoát ra khỏi tế bào và tìm các tế bào T khác để tấn công. Việc tấn công các tế bào T sẽ gây tổn thương nghiêm trọng hệ miễn dịch và giảm khả năng chống các bệnh lây nhiễm thứ cấp của cơ thể. Virus đột biến, thay đổi mã di truyền càng nhanh, các loại thuốc kháng virus truyền thống sẽ càng khó để theo kịp và tiêu diệt hết.

Trong nghiên cứu năm 2018, các nhà khoa học tạo ra các phần tử nano bao bọc bởi lớp màng tế bào T đã được phân tách. Các hạt nano TNP, khi được đặt chung trong đĩa thí nghiệm với tế bào T thật, đã hoạt động như một loại mút xốp, thu hút virus HIV và bảo vệ tế bào thật khỏi bị nhiễm bệnh. Tỉ lệ virus HIV bám vào các hạt TNP là tương đương với tế bào T, tuy nhiên, vì bên trong các hạt này không hề có bộ máy hoạt động tế bào, virus không thể lây vật chất di truyền hay nhân bản và được coi như vô hại.

Các hạt nano liên kết với HIV thông qua protein gp120 có trên bề mặt của virus. Khi hạt TNP được trộn với tế bào T ở tỉ lệ 3mg/mL, các nhà khoa học chứng kiến tỉ lệ nhiễm virus giảm tới 80% và coi đó là dấu hiệu tích cực. Nhóm nghiên cứu hi vọng hiệu quả tương tự sẽ xảy ra khi đưa các hạt nano này vào trong máu của bệnh nhân HIV để chúng “hút” được virus, giảm tỉ lệ lây nhiễm và loại bỏ hoàn toàn mầm bệnh khỏi hệ miễn dịch.

Tuy nhiên, việc đưa hạt nano TNP vào cơ thể người vẫn còn gặp nhiều trở ngại. Đến nay, các nhà nghiên cứu thậm chí còn chưa thể tiến hành thử nghiệm TNP trên sinh vật sống. Bởi lẽ, HIV vốn là bệnh ở người và rất khó có thể mô phỏng tình trạng bệnh trên động vật. Dù vậy, công trình nghiên cứu vẫn đặt những nền móng đầu tiên cho một hướng đi mới trong điều trị HIV và mang nhiều hứa hẹn.

Theo Khampha.vn