Virus sởi đột biến liên quan đến bệnh viêm não gây tử vong

Cụ thể, các nhà nghiên cứu cho biết dạng bình thường của virus sởi không thể xâm nhập vào hệ thần kinh, nhưng virus tồn tại trong cơ thể có khả năng phát triển đột biến ở một loại protein quan trọng có nhiệm vụ kiểm soát cách chúng lây nhiễm vào tế bào. Từ đó, các protein bị đột biến có thể tương tác với dạng bình thường của virus sởi, khiến chúng dễ dàng lây nhiễm vào não.

Nghiên cứu trên được ông Yuta Shirogane - bác sĩ y khoa, tiến sĩ, trợ lý giáo sư tại khoa Khoa học Y tế của Đại học Kyushu - cùng đồng nghiệp thực hiện.

Ông Yuta Shirogane hy vọng kết quả nghiên cứu sẽ giúp các nhà khoa học phát triển phương pháp điều trị SSPE, cũng như làm sáng tỏ các cơ chế tiến hóa phổ biến đối với virus chẳng hạn biến thể corona mới và herpes virus (một loại có cơ chế lây nhiễm tương tự bệnh sởi).

Hầu hết người sinh sau năm 1970 đã được tiêm vaccine sởi khi còn nhỏ. Tuy nhiên, Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) ước tính vẫn có gần 9 triệu người trên toàn thế giới bị nhiễm sởi vào năm 2021, với số ca tử vong lên tới 128.000 người.

Bệnh sởi do một loại virus RNA có vỏ bọc thuộc giống Morbillivirus gây ra và là một trong những mầm bệnh dễ lây lan nhất. MeV có thể tồn tại trong não, gây ra chứng rối loạn thần kinh và tiến triển nghiêm trọng thành SSPE sau vài năm bị nhiễm cấp tính. Ước tính, tỷ lệ mắc SSPE rơi vào khoảng 4-11 trường hợp trên 100.000 trường hợp mắc bệnh sởi.

"Mặc dù vaccine luôn có sẵn, đại dịch Covid-19 gần đây khiến việc tiêm chủng chững lại. SSPE là một tình trạng hiếm gặp nhưng có thể gây tử vong do virus sởi gây ra. Thông thường, virus sởi không có khả năng lây lan trong não nên khó để biết được nó gây ra bệnh viêm não như thế nào", ông Shirogane nói.

Kết quả nghiên cứu của ông Shirogane và đồng nghiệp cho thấy virus lây nhiễm vào tế bào thông qua một loạt protein nhô ra khỏi bề mặt của tế bào đó. Trước tiên, một protein sẽ tạo điều kiện cho virus bám vào bề mặt tế bào. Sau đó, một protein bề mặt khác gây ra phản ứng, cho phép virus xâm nhập vào tế bào, dẫn đến nhiễm trùng. Vì vậy, việc virus có thể lây nhiễm hay không phụ thuộc rất nhiều vào loại tế bào.

Ông Shirogane nhận định thông thường, virus sởi chỉ lây nhiễm các tế bào biểu mô và miễn dịch, gây sốt và phát ban. Ở những bệnh nhân SSPE, virus sởi phải tồn tại trong cơ thể họ và biến đổi; sau đó, nó mới có khả năng lây nhiễm các tế bào thần kinh. Các virus RNA như bệnh sởi luôn biến đổi và tiến hóa với tốc độ cao, nhưng cơ chế về cách nó tiến hóa để lây nhiễm vào các tế bào thần kinh vẫn còn là một bí ẩn.

Nhóm nghiên cứu lưu ý yếu tố quyết định cho việc virus sởi lây nhiễm vào tế bào là protein tổng hợp của nó, hay còn gọi là protein F.

Các nghiên cứu trước đây của ông Shirogane và đồng nghiệp chỉ ra rằng một số đột biến nhất định trong protein F đã khiến nó ở trạng thái "hyperfusongenic", cho phép kết hợp với các khớp thần kinh và lây nhiễm vào não.

Đối với nghiên cứu mới được báo cáo, nhóm đã phân tích bộ gen của virus sởi từ những bệnh nhân SSPE và phát hiện thấy các đột biến khác nhau đã tích lũy trong protein F của họ. Một số đột biến nhất định sẽ làm tăng hoạt động lây nhiễm, trong khi những đột biến khác lại làm giảm quá trình này.

Theo đó, nhóm nghiên cứu đã phân tích hoạt động dung hợp của protein F đột biến khi có mặt protein F bình thường. Kết quả cho thấy rằng hoạt động dung hợp của protein F đột biến bị ức chế do sự can thiệp từ các protein F bình thường. Tuy nhiên, sự can thiệp đó được khắc phục bằng cách tích lũy những đột biến trong protein F.

Ở trường hợp khác, nhóm nghiên cứu cũng phát hiện một tập hợp đột biến khác trong protein F dẫn đến kết quả hoàn toàn ngược lại là giảm hoạt động tổng hợp. Đột biến này có thể hợp tác với các protein F bình thường để tăng hoạt động dung hợp.

"Trong nghiên cứu này, chúng tôi chỉ ra rằng các đột biến tích lũy trong các gen MeV F có nguồn gốc từ SSPE sẽ thay đổi linh hoạt khả năng dung hợp của protein F. Do đó, ngay cả khi các protein F đột biến dường như không thể lây nhiễm vào tế bào thần kinh, chúng vẫn có khả năng lây nhiễm não", nhóm nghiên cứu cho biết.

Nhóm nghiên cứu cũng nhận xét nghiên cứu này sẽ cung cấp những hiểu biết quan trọng về quá trình tiến hóa giữa tính gây bệnh thần kinh MeV và mối quan hệ kiểu hình - kiểu gen của các protein dung hợp virus oligomeric. Tuy nhiên, vẫn cần có thêm nhiều nghiên cứu để hiểu rõ hơn về cơ chế.

"Cơ chế virus gây bệnh còn rất nhiều điều bí ẩn. Từ khi còn là sinh viên y khoa, tôi đã quan tâm đến việc virus sởi gây ra SSPE như thế nào. Tôi rất vui vì chúng tôi đã có thể làm sáng tỏ cơ chế của căn bệnh này", ông Shirogane nói.