Cách mà Covid - 19 lây lan trên thế giới

Các nghiên cứu cho thấy virus SARS – CoV – 2 có mối quan hệ mật thiết với chủng virus SARS – CoV gây bệnh phổi cấp tính được phát hiện vào năm 2002.

Tuy nhiên, mức độ lây lan và hoạt lực của nó lên cơ thể chủ thì vô cùng nguy hiểm, hậu quả mà chủng virus này để lại cho xã hội là vô cùng nặng nề kể cả người và của.

Để nâng cao ý thức cộng động và tìm hiểu thêm về chủng virus mới. Các cuộc nghiên cứu dịch tễ học về virus corona đã diễn ra. Mục đích chính là hiểu đúng về cách mà SARS – CoV – 2 lây lan, từ đó tạo nền tảng cho các hoạt động chống dịch và điều chế vaccin.

Mọi chuyện bắt đầu vào tháng 12/2019. Tại thành phố Vũ Hán của Trung Quốc xuất hiện một đợt bùng phát bệnh viêm phổi không rõ nguồn gốc, gây nguy hiểm cho người dân tại đây và gây nên nổi lo ngại cho nhiều người trên thế giới.

Các nhà khoa học nhanh chóng thực hiện các nghiên cứu dịch tễ học, họ đã phân lập được một chủng virus hô hấp mới. Khi phân tích bộ gen của nó, nhiều nhà khoa học không khỏi kinh ngạc, bởi họ nhận thấy virus mới có nguồn gốc từ virus SARS – CoV gây ra bệnh viêm phổi cấp tính vào năm 2002, do đó họ đặt tên nó là SARS – CoV – 2, khi virus đi vào cơ thể sẽ gây bệnh được gọi là bệnh COVID 19.

Ngay từ lúc xuất hiện SARS – CoV – 2 đã nhanh chóng để lại ấn tượng với cả thế giới bằng khả năng lây lan nhanh chóng, nó để lại hậu quả vô cùng nặng nề cả về người và của. Đến mức, ngày 12 tháng 3 năm 2020 Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) đã công bố đại dịch trên toàn cầu.

Sự nguy hiểm của virus mang bệnh COVID 19 hiện khỏi bàn cãi. Tuy nhiên, không biết các bạn đọc ở đây, có ai tò mò nó được cấu tạo thế nào mà lây lan ghê vậy không?

Tương tự với các chủng virus khác, SARS – CoV – 2 có hai thành phần chính: Phần vỏ nằm bên ngoài và phần lõi nằm bên trong.

- Nằm trên phần vỏ của SARS – CoV – 2 sẽ có 3 loại protein chính. Lần lượt là Spike protein hay còn gọi là protien gai (ký hiệu S), Menbrane protien hay được biết là protein màng (ký hiệu M) và protein vỏ hay tiếng anh là Envelop protein (ký hiệu E). Ngoài ra, nó còn có thêm protein phi cấu trúc hemagglutinin – esterase (ký hiệu HE)

- Phẫn lõi bên trong bao gồm các vật liệu di truyền như RNA và nuclecapsid

Để virus gây bệnh COVID 19 lây lan vào cơ thể người. Protein gai đóng một vai trò vô cùng quan trọng. Vì thế, để hình dung rõ hơn cơ chế virus đi vào cơ thể, bạn đọc cùng tôi tìm hiểu sâu về protein gai nhá.

Về mặt cấu tạo protein gai được cấu tạo bởi 2 tiểu đơn vị, tiểu đơn vị S1 bên ngoài và tiểu đơn vị S2 bên trong. Mỗi tiểu đơn vị sẽ có cấu tạo riêng để phù hợp với vai trò riêng trong quá trình virus xâm nhập vào cơ thể vật chủ.

Đối với tiểu đơn vị S1, nó được tạo thành từ ba protien được gọi là RBD (Receptor – Binding Domain), hình thành cấu trúc trimeric. Protein RBD với virus SARS – CoV -2 rất quan trọng, bởi nhờ nó mà virus mới có khả năng gắn vào thụ thể ACE2 (vị trí RBD gắn vào trên cơ thể người để xâm nhập). Sỡ dĩ, dịch bệnh COVID 19 lây nhanh hơn và mạnh hơn là do ái lực của RBD ở virus SARS– CoV – 2 đối với thụ thể ACE2 trên người cao hơn so với SARS – CoV.

Với tiểu đơn vị S2, nó được hình thành từ hai loại peptide chính là HR1 và HR2. Hai loại protein này khá quan trọng, nó giúp virus thực hiện quá trình nhập màng, để đi vào cơ thể vật chủ.

Ngoài ra, vị trí nằm giữa tiểu đơn vị S1 và tiểu đơn vị S2 là polybasic một loại axit amin đặc biệt, giúp quá trình xâm nhập của virus vào cơ thể người thuận lợi hơn.

Trong cơ thể người furin là một loại enzyme vô cùng quan trọng, có vai trò chính là cắt protein ở dạng không hoạt động sang dạng hoạt động. Trớ trêu, khi virus SARS – CoV – 2 xâm nhập, furin lại phản chủ. Nó được Polybasic của virus kích hoạt và khi hoạt động nó cắt protein gai của virus, qua đó giúp quá trình lây lan của SARS – CoV – 2 dễ dàng hơn.

Giai đoạn đầu của quá trình xâm nhập, virus từ bệnh nhân COVID – 19 đi vào cơ thể của những đối tượng xung quanh thông qua cơ chế giọt bắn, thông qua hoạt động hắt hơi. Những giọt bắn chứa virus có thể bám vào những vị trí miệng, mũi hoặc biểu mô của đường hô hấp và phổi. Đây là nơi mà chúng sẽ nhập bào.

Để có thể đi vào bên trong cơ thể vật chủ. Virus SARS – CoV – 2 sử dụng các Spike protein (hay protein gai) gắn vào thụ thể ACE2 (thụ thể nằm trên tế bào của người). Cấu trúc RBD của Spike protein là nơi mà virus dùng để gắn vào thụ thể người.

Trong cấu trúc của RBD nó sẽ có 2 trạng thái chính là đứng hoặc nằm. Khi virus không được liên kết với thụ thể ACE2 trạng thái của RBD chủ yếu là nằm. Bởi, ở trạng thái này virus tránh được hoạt động miễn dịch của cơ thể vật chủ, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình xâm nhập. Khi tiếp cận được tế bào vật chủ RBD hoạt hoá thành trạng thái đứng làm tăng ái lực với thụ thể ACE2.

Khi RBD của tiểu đơn vị S1 tiếp cận được thủ thể ACE2 trên người. Lúc này, một loạt enzyme trong cơ thể người sẽ tiếp cận và thực hiện quá trình phân cắt, tạo điều kiện cho virus lây lan (mấy khứa enzyme phản chủ).

Như đã nói ở trên, enzyme furin là một trong những enzyme đầu tiên tiếp cận protein gai để phân cắt hai tiểu đơn vị S1 và S2 của protien này tại vị trí polybasis. Bên cạnh đó, proteine xuyên màng serine (TMPRSS2) cùng các enzyme khác như serine endoprotease proprotein convertase 1 (PC1), trypsin, matriptase (trypsin-like serine peptidase màng tích hợp) và cathepsins phân cắt protein gai tại vị trí S2’.

Sau quá trình cắt rời tiểu đơn vị S1 khỏi tiểu đơn vị S2, cấu trúc peptide HR1 của tiểu đơn vị S2 đang ở trạng thái cuộn chuyển sang trạng thái giãn xoắn, trở thành một đoạn thẳng, với một đầu mút liên kết virus và đầu mút còn lại liên kết với tế bào vật chủ.

Cuối cùng, cấu trúc HR2 của tiểu đơn vị S2, thực hiện quá trình cuộn xoắn lại để kéo màng tế bào virus xích gần lại màng của tế bào vật chủ ký sinh, để thực hiện quá trình nhập bào, nhằm đưa vật liệu di truyền của virus SARS – CoV – 2 vào bên trong tế bào biểu mô.

- Quá trình hoạt động của HR1 và HR2 tương đối phức tạp, nhưng bạn có thể hình dung nó một cách đơn giản như thế này. HR1 là dây câu, nối liền cần câu là virus, và cá là vật chủ mà virus muốn ký sinh, HR2 sẽ là công cụ cuộn dây câu để kéo cần câu với cá gần hơn

Quá trình lây truyền của SARS – CoV – 2 là một quá trình đầy phức tạp. Nhưng, hiểu rõ về quá trình này sẽ giúp cho người nghiên cứu và xã hội tìm ra cách ngăn chặn sự lây lan của virus hiệu quả. Hiện nay, một số nhà khoá học hiện nay đang nghiên cứu việc ức chế các enzyme thực hiện khả năng phân cắt hỗ trợ hoạt động nhập bào của virus.

Trên đây là những kiến thức mà mình tìm hiểu được về con virus này. Do, mình không phải chuyên gia, nhưng có sở thích nghiên cứu và viết. Mình cũng lưỡng lự mãi khi viết bài đầu tiên trên Spiderum, kiểu mình muốn viết gì đó cho thật hay, cứ thế mình kẹt trong mớ suy nghĩ hoàn hảo đó. Nhưng một ngài trong lành không trăng sao, mình chợt nhận ra hay là cứ học gì, thích gì viết đây. Thế là bằng tất cả sự tò mò, mình đã viết được bài này, mình hy vọng sẽ làm cho mọi người thích thú và thiện cảm với những chủ đề hơi khó đọc này hơn. Và nếu bài viết có gì chưa tốt hay hỏng chỗ nào, rất mong nhận được sự góp ý của mọi người.

1.   Ciotti, M., Ciccozzi, M., Terrinoni, A., Jiang, W.-C., Wang, C.-B., & Bernardini, S. (2020). The COVID-19 pandemic. Critical Reviews in Clinical Laboratory Sciences, 57(6), 365–388.

2.   Jackson, C. B., Farzan, M., Chen, B., & Choe, H. (2022). Mechanisms of SARS-CoV-2 entry into cells. Nature Reviews Molecular Cell Biology, 23(1), 3–20.

3.   Peng, R., Wu, L.-A., Wang, Q., Qi, J., & Gao, G. F. (2021). Cell entry by SARS-CoV-2. Trendsin Biochemical Sciences, 46(10), 848–860.

4.   Shang, J., Wan,Y., Luo, C., Ye, G., Geng, Q., Auerbach, A., & Li, F. (2020). Cell entrymechanisms of SARS-CoV-2. Proceedings of the National Academy of Sciences, 117(21), 11727–11734.