Cảm biến tích hợp phát hiện virus SXH
Nhóm chuyên gia ở Khoa kỹ thuật điện & điện tử- Đại học Bath (Anh), do tiến sĩ Paulo Rocha đứng đầu, vừa phát triển thành công cảm biến tích hợp giá rẻ để phát hiện sớm virus SXH. Thông thường, khi bị nhiễm SXH, virus sẽ tạo ra các protein, đặc biệt là protein “phi cấu trúc 1” (NS1), được tạo ra từ các tế bào bị nhiễm. Sử dụng một thiết bị hình lập phương 3 cm, các nhà khoa học tại đại học Bath có thể quan sát rõ các thuộc tính điện của các tế bào trong ống nghiệm bị nhiễm với nồng độ protein NS1 khác nhau.
Nhờ biết được thuộc tính điện của các tế bào này, khoa học sẽ tạo ra phương pháp mới để phát hiện virus SXH sớm, nhanh và chính xác. Cho tới nay, để xét nghiệm SXH người ta phải kiểm tra nồng độ NS1 trong máu. Tuy nhiên, nhiều người nhiễm virus SXH không được chẩn đoán do nồng độ NS1 quá thấp, khiến việc can thiệp gặp khó khăn, giảm hiệu quả chữa trị.
Tương lai, nghiên cứu sẽ dẫn đến sự ra đời hệ thống thiết bị đeo chẩn đoán chi phí thấp, dùng một lần trong thời gian thực để phát hiện virus SXH, virus Zika và virus sốt vàng da, cả hai dạng sau thuộc họ Flaviviridae. Như đã đề cập, sốt xuất huyết (Dengue Fever) là một bệnh nhiệt đới với các triệu chứng từ sốt đến đau cơ, đau khớp, xuất huyết và đe dọa tính mạng. Theo WHO, ước tính có khoảng gần 400 triệu ca SXH trên quy mô toàn cầu và khoảng 25.000 ca tử vong mỗi năm.
Sốt xuất huyết là một trong những bệnh dịch nguy hiểm mà con người phải đối mặt
“Vũ khí mới” cho chống dịch SXH
Tại hội nghị thường niên của Diễn đàn Kinh tế Thế giới tổ chức mới đây, các nhà khoa học đã công bố danh mục 5 bệnh nguy hiểm nhất con người đang phải đối mặt, trong số này có sốt xuất huyết. Tại hội nghị, Khoa y Đại học Texas (Mỹ) đã công bố một nghiên cứu, tìm ra một loại “vũ khí mới” giúp con người chống lại căn bệnh này. Đó là nghiên cứu, tìm ra cách phân tích và giải mã cấu trúc đồng tinh thể của protein capsid SXH, cấu thành nên lõi của virus, nó liên kết với một chất ức chế. Virus dengue (DENV) ảnh hưởng đến hàng triệu người, hiện chưa có thuốc đặc trị, chủ yếu là do thiếu kiến thức về hình thái cơ bản của chu kỳ sống của virus. Gồm cơ sở phân tử tương tác giữa các thành phần virus với các khoang tế bào, đặc biệt là cấu trúc và sự tương tác giữa protein capsid (C) của DENV. Cấu trúc đồng tinh thể cung cấp các chi tiết nguyên tử về cách chất ức chế liên kết với protein capsid và ngăn chặn chức năng bình thường của nó, dẫn đến sự ức chế nhiễm virus. Với phát hiện mới mẻ này, y học sẽ hiểu rõ cấu trúc của DENV, hy vọng cho ra đời các phương pháp mới để đối phó lại virus SXH.
Giáo sư di truyền học Pei-Yong Shi ở trường Đại học dược Taxas (Mỹ), trưởng nhóm nghiên cứu cho hay: “Có bốn loại virut SXH, tất cả đều có thể gây bệnh. Chất ức chế hiện tại không phong bế được tất cả các loại virut SXH. Chất ức chế liên kết bốn phân tử capsid để tạo thành một tetramer. Các tetramercapsid như vậy sẽ “lắp ráp” thành virus SXH hoàn chỉnh. Tuy nhiên, một loại virus chứa tetramer như vậy không thể lây nhiễm các tế bào mới một cách nhanh được. Nghiên cứu của chúng tôi giải thích sự kháng thuốc xuất hiện khi virus SXH được điều trị bằng chất ức chế. Một loại virus kháng thuốc xuất hiện thông qua một thay đổi axit amin làm suy yếu liên kết hợp chất với protein capsid của virus”.
Sử dụng thông tin này, tương lai ngành y sẽ bào chế được các loại thuốc mới có thể ức chế tất cả các loại virus gây bệnh. Ngoài ra, thông tin về cấu trúc cũng sẽ cho khoa học tạo ra các hợp chất có tính chất giống như thuốc để cải thiện bệnh tật. Theo WHO, SXH hiện đã có mặt ở hơn 100 quốc gia trên thế giới và 40% dân số toàn cầu có nguy cơ bị nhiễm bệnh. Nếu có 2 hai triệu chứng bất kỳ nào như nhức đầu dữ dội, đau sau mắt, đau cơ và khớp, buồn nôn, nôn, sưng, hoặc phát ban thì nên đi khám và điều trị ngay để giảm thiểu biến chứng do SXH gây ra. Nghiên cứu vừa công bố trên tạp chí trực tuyến Proceedings of the National Academy of Sciences, số ra ngày 15/7/2020.
Giảm SXH bằng cách biến muỗi cái thành... muỗi đực
Cơ chế lan truyền bệnh SXH chủ yếu từ vết đốt của muỗi vằn hay Aedes aegypti. Muỗi vằn sau khi đốt, hút máu người nhiễm bệnh SXH hoặc người mang virus Dengue, nhưng không biểu hiện triệu chứng (người lành mang bệnh), rồi sau đó đốt người khỏe mạnh. Ngoài ra, còn có đường lây truyền khác là lấy máu hoặc dùng chung bơm kim tiêm, tuy nhiên cách này ít phổ biến hơn so với muỗi đốt. Thông thường, muỗi đực không cắn nên không truyền bệnh mà chỉ có muỗi cái. Muỗi cái Aedes aegypti cần máu để sinh trứng, khiến chúng trở thành vật mang truyền bệnh, ngoài SXH còn có cả bệnh Zika và một số bệnh khác.
Mới đây, Viện Công nghệ Virginia đã phối hợp với ĐH Texas (Mỹ) thực hiện nghiên cứu, phát hiện thấy một gen duy nhất quyết định giới tính của muỗi và can thiệp để biến muỗi cái Aedes aegypti thành muỗi đực, triệt tiêu quá trình sinh sản của loài côn trùng này. Khoa học phát hiện thấy, sự hiện diện của gen M locus chứng tỏ đây là muỗi đực. M locus chỉ được thừa hưởng bởi muỗi cái, đời con của muỗi đực, giống như nhiễm sắc thể Y ở con người.
Biến muỗi cái Aedes aegypti thành muỗi đực, triệt tiêu quá trình sinh sản
Theo GS. Zijian Tu, thành viên nhóm nghiên cứu, bằng cách chèn Nix, một gen xác định giới tính muỗi đực được phát hiện trước đó trong locus aedes aegypti, vào vùng nhiễm sắc thể được di truyền bởi con cái, các nhà khoa học phát hiện thấy gen Nix đủ để biến muỗi cái thành muỗi đực, giúp con người tạo ra các kỹ thuật để kiểm soát loài muỗi trong tương lai. Ngoài ra, khoa học còn phát hiện thấy gen thứ hai có tên là myo-sex, phát hiện này làm sáng tỏ thêm nhiều điều về locus M, nó có chứa ít nhất 30 gen.
Đến nay khoa học đã tạo ra nhiều dòng muỗi chuyển gen, nhưng việc bổ sung gen Nix thì đây là lần đầu. Theo nghiên cứu, chỉ riêng gen Nix được chuyển đổi, thậm chí không cần M locus, cũng có thể biến muỗi cái thành muỗi đực với các đặc điểm lưỡng tính của muỗi đực và biểu hiện gen giống muỗi đực. Ví dụ, muỗi đực chuyển đổi gen sẽ không thể bay vì chúng không được thừa hưởng gen myo-sex, cũng nằm trong M locus. Loại bỏ gen giới tính myo-sex ở muỗi đực trong tự nhiên xác nhận việc thiếu gen myo-sex ở những con đực chuyển giới, khiến chúng không thể bay được.
Phương pháp di truyền dựa vào giao phối để kiểm soát muỗi chỉ nhắm vào một loài cụ thể. Trong trường hợp này là muỗi Aedes aegypti. Vì vậy, cần có thêm nhiều nghiên cứu hơn trước khi các dòng muỗi biến đổi gen vào môi trường. Ví dụ, trong dự án biến muỗi cái thành muỗi đực là con đực vẫn có khả năng sinh sản, điều mà khoa học chưa có đủ thời gian để kiểm chứng và những gì liên quan đến cách thức tiến hóa trong cùng một loài của côn trùng.
