Phương pháp mới giúp điều trị và chống lại đại dịch COVID-19

Hệ thống thông tin virusMED cung cấp tất cả những gì chúng ta biết về cấu trúc nguyên tử và các lỗ hổng tiềm ẩn của hơn 800 chủng virus thuộc 75 họ virus khác nhau, bao gồm SARS-CoV-2, cúm, Ebola và HIV-1. Hệ thống này có sự đóng góp của một số cộng tác viên, bao gồm điều tra viên chính, Tiến sĩ Heping Zheng, đồng thời là thành viên tại phòng thí nghiệm của ông Minor tại UVA.

Hệ thống mới này được xem là bức tranh toàn cảnh về các protein liên quan tới các mối đe dọa tiềm tàng, giúp các nhà khoa học phản ứng nhanh chóng và hiệu quả, chống lại mầm bệnh tiếp theo tàn phá nhân loại.

Ông Minor và các cộng tác viên so sánh tài nguyên này với Google Maps, trong đó các tài nguyên được sắp xếp và có chú thích các điểm quan tâm chính của một loại virus. Theo đó, các nhà khoa học có thể sử dụng làm lộ trình phát triển thuốc và vaccine.

Đã có nhiều cơ sở dữ liệu rất tốt tập trung vào sự tương tác của thuốc và gen, một số thông tin về các biểu mô và vị trí liên kết phân tử nhỏ. Cơ sở dữ liệu tập trung vào tương tác giữa yếu tố độc lực – vật chủ hoặc tương tác giữa virus và vật chủ, hay tài nguyên điều tra tương tác giữa phân tử và các lớp virus cụ thể cũng đã có sẵn.

Tuy nhiên, hiện tại chưa có cơ sở dữ liệu nào được sắp xếp một cách có hệ thống theo danh mục các điểm quan trọng và sự tương tác giữa các phân tử trong cấu trúc của tất cả các protein virus. Các nhà điều tra chỉ ra rằng, hệ thống này có thể cung cấp một khuôn khổ cho việc thiết kế các loại thuốc mới nhắm mục tiêu vào các bệnh do nhiễm virus gây ra.

Theo Giáo sư Minor, trận chiến với COVID-19 vẫn chưa kết thúc, nhưng họ không thể chờ đợi thêm nữa trước khi bắt đầu chuẩn bị cho đại dịch tiếp theo. VirusMED là một bước tiến tới một hệ thống thông tin tiên tiến, tập hợp các nhà nghiên cứu có chuyên môn đa dạng nhằm giải quyết các thách thức y sinh phức tạp.

Giáo sư Minor cho rằng, thông tin có trong virusMED sẽ giúp ích cho các nhà nghiên cứu virus từ nhiều lĩnh vực, đặc biệt là những người làm việc về thiết kế thuốc hoặc các liệu pháp chống virus. Tại đây sẽ có phân tích cấu trúc mới và tích hợp thông tin thích hợp từ các nguồn khác nhau để tạo ra một bức tranh toàn cảnh về các vùng quan trọng và dễ bị tổn thương nhất của protein.

Giáo sư Minor và các cộng tác viên đã nêu sự phát triển của virusMED trong một báo cáo có tiêu đề: “VirusMED: Bản đồ các điểm nóng của protein virus”. Tại đây, các tác giả giải thích, nhiễm virus bắt đầu khi các protein bề mặt của virus tương tác với các thụ thể trên tế bào chủ, sau đó xâm nhập vào tế bào đích thông qua một cơ chế khác.

VirusMED chứa nhiều thông tin về các loài và chủng virus, vật chủ, protein và kháng thể của virus, cũng như các loại thuốc đã được Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Mỹ phê duyệt cùng với các dữ liệu khoa học quan trọng khác. Các nhà nghiên cứu gọi các điểm quan tâm trên virus là “điểm nóng” và những điểm này tạo nên những điểm khởi đầu mạnh mẽ cho việc phát triển thuốc và vắc-xin.

Bằng cách nhanh chóng mở khóa cơ chế hoạt động của virus SARS-CoV-2, các nhà khoa học có thể phát triển vaccine an toàn và hiệu quả cho COVID-19. Cơ sở dữ liệu mới của Giáo sư Minor nhằm mục đích đưa loại thông tin quan trọng đó vào tầm tay của các nhà khoa học ở một vị trí thuận tiện.

Theo Tiến sĩ David Cooper, một trong những liệu pháp kháng thể không phân biệt chủng virus hứa hẹn nhất được phát triển để điều trị COVID-19 đã sử dụng loại thông tin này. Theo đó, kháng thể duy nhất đã được phân lập từ một người nhiễm virus SARS đã hồi phục vào năm 2003.

Ông cho biết, nhiều người ngạc nhiên trước thiết kế thuốc và vaccine nhanh chóng không nhận ra rằng các nhà khoa học ngày nay đang tạo ra thành quả dựa trên nghiên cứu từ nhiều thập kỷ trước.

Theo ông Minor, một trong những lợi thế chính của virusMED là tập hợp những kiến thức hiện có về virus tại một địa điểm. Trước đây, dữ liệu đó được trải rộng trên nhiều tài nguyên và thường bị “đóng băng” để không dễ dàng truy cập. Với virusMED, các nhà nghiên cứu có thể tiếp cận thông tin theo virus hoặc theo mối quan tâm đối với virus đó.

Ông Minor cho biết, một trong những mục tiêu của phòng thí nghiệm là tạo ra những công cụ mà các nhà khoa học khác có thể sử dụng. “Chúng tôi nhìn vào khu rừng và tìm cách giúp người khác tập trung vào cây cối”, ông nói.

Các nhà nghiên cứu kết luận: “Cổng thông tin virusMED có thể đóng vai trò như một cửa sổ dẫn đến một nguồn tài nguyên quý giá cho nhiều lĩnh vực nghiên cứu về virus. Nó cũng đóng vai trò quan trọng trong việc thiết kế hợp lý các tác nhân phòng ngừa và điều trị mới nhằm vào các bệnh nhiễm virus…

Việc tạo ra và xuất bản cơ sở dữ liệu như virusMED chỉ là bước đầu tiên trong việc thay đổi cách các nhà nghiên cứu sẽ tương tác với thông tin khoa học trong tương lai.

Theo Scitechdaily