Các nhà khoa học "chạy đua" trong việc tái tạo virus corona mới từ mã DNA của nó

Các mẫu virus corona mới được tổng hợp trong phòng thí nghiệm có thể hỗ trợ các nhà khoa học kiểm tra tác dụng của các phương thức điều trị. Nhưng liệu có những rủi ro nào có thể xảy ra nếu chủng virus này được tổng hợp 100% bởi con người?

Việt Nam nuôi cấy thành công virus corona nCoV

Thế giới đang theo dõi và cảnh giác cao độ trong bối cảnh Trung Quốc đang phải "vật lộn" để chống lại căn bệnh do một loại virus mới nguy hiểm, hiện đã được gọi tên là SARS-CoV-2, gây ra. Virus corona chủng mới này đãk hiến nhiều thành phố phải cách ly, nhiều quốc gia khuyến cáo hành khách không nên tới các thành phố có dịch và dừng những chuyến bay thương mại. Các quan chức y tế và các nhà khoa học đang chạy đua với thời gian để tìm hiểu cơ chế lây lan của virus và cách thức điều trị cho bệnh nhân.

Tuy nhiên, trong một phòng thí nghiệm của Đại học Bắc Carolina, Mỹ, lại có một cuộc chạy đua khác. Các nhà nghiên cứu đang cố gắng tạo ra một bản sao của virus chết người này. Từ đầu, không dựa trên bất cứ mẫu bệnh phẩm nào.

Các nhà khoa học

Nhóm nghiên cứu, dẫn dắt bởi Ralph Baric, một chuyên gia về virus corona, nhóm nghiên cứu kỳ vọng có thể tái tạo lại virus này chỉ với trình tự gien được lưu trữ trong máy tính do các phòng thí nghiệm tại Trung Quốc đăng tải vào tháng trước.

Khả năng kì diệu để có thể tạo ra những con virus từ thông tin di truyền được thực hiện bởi các công ty sản xuất các phân tử DNA dựa trên các mẫu DNA tuỳ chỉnh, chẳng hạn như Integrated DNA Technology, Twist Bioscience, và Atum. Bằng cách sắp xếp các gien phù hợp, sau đó ghép chúng lại với nhau để tạo ra một bản sao của bộ gien virus corona, các nhà nghiên cứu có thể đưa vật liệu di truyền vào tế bào và khiến virus "sống dậy". Quá trình này có thể tiêu tốn hàng nghìn USD.

Khả năng tái tạo một loại virus gây chết người chỉ dựa vào mã DNA được gửi qua thư tín đã được thực hiện lần đầu tiên cách đây 20 năm. Do các lo ngại về những cuộc tấn công khủng bố sinh học, các công ty hiện nay vẫn theo dõi cẩn trọng các đơn đặt hàng gien: ai đặt và đặt loại gien nào? Tuy nhiên, đây cũng là một phương pháp quan trọng để con người có thể phản ứng và đối phó với sự bùng phát đột ngột của các loại dịch bệnh mới, do các công thức tổng hợp virus có thể mang đến cho các nhà nghiên cứu những phương thức mạnh mẽ để nghiên cứu ra các liệu pháp điều trị, vắc-xin và các đột biến của virus có thể khiến nó trở nên nguy hiểm hơn.

Khi nào thì một mẫu virus được tổng hợp trong phòng thí nghiệm sẽ đem lại hiệu quả cao hơn so với mẫu tự nhiên?

Phòng thí nghiệm của Baric tại Bắc Carolina, Mỹ, chuyên nghiên cứu về về virus, trước đây đã lên án mạnh mẽ các cơ quan chính phủ Hoa Kỳ do đã tổng hợp các mẫu virus corona hoàn toàn mới, chưa từng xuất hiện trước đó có khả năng lây nhiễm cho chuột. Vào năm 2014, Viện Y tế Quốc gia đã đóng băng nguồn tài trợ đối với một số phòng thí nghiệm, bao gồm cả phòng thí nghiệm của Baric, vì lo ngại về tính rủi ro của các nghiên cứu dạng này. Nguồn kinh phí sau đó đã được khôi phục trở lại.

Đối với virus corona mới từ Trung Quốc, Baric cho biết trong một cuộc phỏng vấn qua điện thoại rằng nhóm của ông đã tiến hành đặt hàng sản xuất một mẫu DNA tương ứng của loại virus này từ một nhà sản xuất hồi tháng trước. Bước đầu tiên là lên mạng và tìm kiếm, thu thập các chuỗi thông tin di truyền của virus. Sau đó, họ so sánh một số trình tự gen đã biết, vốn chỉ có một chút khác biệt, và sau đó cùng "bình chọn" một phiên bản chuẩn xác nhất để đem đi sản xuất.

Khi Baric có được mẫu DNA sau khoảng một tháng tìm hiểu và sản xuất, ông dự định sẽ tiêm gien này vào trong tế bào. Nếu mọi thứ diễn ra theo đúng kế hoạch, các tế bào sẽ bắt đầu tạo ra các hạt virus có khả năng lây nhiễm thực sự.

Các nhà khoa học

Bằng cách tự tạo ra virus, các nhà khoa học có thể sở hữu mẫu phẩm của loại virus này ngay cả khi họ không thể có được chúng trực tiếp từ quốc gia nơi xảy ra dịch bệnh nào đó, nhất là trong trường hợp Covid-19 đang gây ra những quan ngại trên toàn thế giới. Baric cho biết hiện nay Trung Quốc vẫn chưa cung cấp rộng rãi những mẫu virus sống từ bệnh nhân chưa được cung cấp rộng rãi cho các phòng thí nghiệm nước ngoài. Do vậy, "phương pháp này có thể là tương lai về cách thức cộng đồng nghiên cứu y tế đối phó với một mối đe dọa mới", Baric cho biết.

Virus thực ngoài tự nhiên và virus tổng hợp trong phòng thí nghiệm về cơ bản giống hệt nhau. Nhưng với mẫu virus tổng hợp, "chúng tôi có một bản sao DNA có thể lặp đi lặp lại nhiều lần, nhằm tạo ra các mẫu virus giống hệt nhau về mặt di truyền", theo Timothy Sheahan, một nhà nghiên cứu tại UNC và là người đang cộng tác với Baric. Từ những bản sao này, các nhà khoa học có thể loại bỏ một gien nào đó, thêm các gien khác vào và tìm ra những tác nhân như thứ khiến mầm bệnh lây lan và khám phá cách thức virus này tiếp cận với tế bào người. Sheahan muốn thử lây nhiễm các mẫu virus này cho chuột và cho chúng "uống" các loại thuốc khác nhau để xem thuốc nào có khả năng ngăn chặn virus đó.

Các bản sao nhân tạo của virus cũng có thể giúp các nhà khoa học những phương thức lây lan và bùng phát dịch bệnh chưa thể biết trước. "Tôi lo lắng loại virus này sẽ biến đổi trong quá trình dịch bệnh diễn ra, và phương pháp này sẽ giúp tôi nghiên cứu những tác động của những đột biến đó", Stanley Perlman, chuyên gia vi sinh học nghiên cứu về virus corona tại Đại học Iowa, Mỹ cho biết. "Virus tổng hợp chỉ là một bản thay thế cho virus thật, nhưng với bản sao DNA của nó, bạn có thể điều khiển và tìm ra những điểm yếu của chúng và phát triển các liệu pháp điều trị".

Trong các đợt bùng phát dịch bệnh trong quá khứ, các nhà khoa học đã phải chờ nhiều tháng hoặc thậm chí nhiều năm để được khám phá về mầm bệnh đứng sau những ổ dịch. Nhưng với SARS-CoV-2, chỉ sau vài tuần, trình tự gien của virus này đã được đăng tải trực tuyến. Ngay lập tức, một số nhà khoa học bắt đầu phân tích dữ liệu di truyền, so sánh nó với các chủng virus từ dơi, rắn và tê tê, và đưa ra kết luận rằng virus này có thể đã bắt đầu lây nhiễm từ tháng 11 năm ngoái.

Các công ty công nghệ sinh học, chính phủ và các trường đại học cũng nhanh chóng bắt đầu đặt hàng các bản sao "thật" của các loại gien đặc biệt được tìm thấy trong virus này. Các nhà sản xuất DNA cho biết họ đã nhận được rất nhiều đơn đặt hàng sản xuất một số bộ phận của virus, bao gồm cả những phần giúp để xác minh các xét nghiệm chẩn đoán và một số thành phần khác cần thiết để phát triển vắc-xin.

Theo, và là một trong những người bán DNA lớn nhất thế giới. Ưu tiên hàng đầu. Có một số tổ chức đang dành gần như toàn bộ năng lượng của họ để phát hiện hoặc tiêm vắc-xin.

"Lượng đơn đặt hàng tăng rất mạnh, sau khi trình tự gen của virus chính thức được công bố," ông Adam Clore, giám đốc kỹ thuật sinh học tổng hợp tại IDT, một công ty có trụ sở tại bang Iowa, Mỹ và là một trong những công ty sản xuất DNA lớn nhất thế giới, cho biết. "Đây là ưu tiên hàng đầu. Có một số công ty khác đang dành gần như toàn bộ nguồn lực để nghiên cứu cách thức phát hiện và phát triển vắc-xin."

Tuy nhiên, hầu hết các nhà nghiên cứu chỉ cần một hoặc hai gien của virus để tiến hành các xét nghiệm cho người bệnh và vắc-xin. Phòng thí nghiệm Baric ở Bắc Carolina là cơ quan duy nhất ở Mỹ cố gắng tạo lại toàn bộ virus từ các bộ phận DNA được đặt hàng sản xuất.

Làm thế nào để ngăn những mẫu virus chết người này rơi vào tay những kẻ có ý đồ xấu?

Đầu những năm 2000, các nhà khoa học lần đầu tiên phát hiện ra rằng các chuỗi DNA tổng hợp có thể được sử dụng để "hồi sinh" các loại virus chỉ dựa vào mã di truyền của chúng. Một nhóm nghiên cứu ở bang New York đã thực hiện điều này với virus gây ra bệnh bại liệt, thông qua việc sản xuất vật liệu truyền nhiễm từ những mẫu DNA mà họ đặt hàng trực tuyến.

Công nghệ ngay lập tức làm dấy lên những lo lắng về nguy cơ vũ khí sinh học. Điều gì sẽ xảy ra nếu những kẻ khủng bố sử dụng kỹ thuật này để hồi sinh bệnh đậu mùa? Điều nguy hiểm đó vẫn chưa xảy ra, nhưng điều đó có nghĩa là các tai họa trong lịch sử loài người như bệnh bại liệt, bệnh đậu mùa và giờ đây là virus corona Trung Quốc sẽ không thể bị xóa sổ hoàn toàn. Các nhà nghiên cứu tại Trung tâm kiểm soát và phòng ngừa dịch bệnh Hoa Kỳ (CDC) đã "minh hoạ" cho viễn cảnh đó vào năm 2005, khi họ hồi sinh loại virus cúm đã giết chết hàng chục triệu người trong giai đoạn 1918-1919.

Để giữ công nghệ đặc biệt này tránh khỏi tay những kẻ xấu, từ vài năm trước, các công ty sản xuất DNA đã liên kết với nhau để hạn chế quyền truy cập vào các gien nguy hiểm. Các công ty lớn của Mỹ đều đồng ý rằng sẽ tiến hành so sánh các đơn đặt hàng sản xuất DNA với cơ sở dữ liệu gồm khoảng 60 loại vi trùng và độc tố gây chết người (gọi là các "tác nhân chọn lọc") và chỉ cho phép các phòng thí nghiệm đã được cấp phép có thể tiếp cận được với DNA cần thiết để hồi sinh chúng.

Các nhà khoa học

Theo yêu cầu của phóng viên chuyên trang Technology Review, Battelle, một công ty R&D khoa học sở hữu phần mềm ThreatSEQ có khả năng tiến hành những so sánh nêu trên, đã chạy thử một kịch bản trong đó một người đang cố gắng đặt mua một bản sao của virus SARS-CoV-2. Theo Craig Bartling, một nhà nghiên cứu cao cấp tại Battelle, phần mềm đã đánh dấu toàn bộ con virus và hầu hết các gen của nó là "mức độ đe dọa cao nhất". Bartling nói rằng những cảnh báo này được kích hoạt vì virus SARS-CoV-2 rất giống với virus SARS nguyên bản, loại virus là "thủ phạm" gây ra đại dịch toàn cầu bắt đầu trong năm 2002-2003.

Nghiên cứu về loại virus mới này được cho là rủi ro đến mức các nhà sản xuất DNA đã nhóm họp vội vã vào tuần trước để thiết lập một chính sách về việc những người nào hoặc những tổ chức nào được phép đặt mua một phiên bản hoàn chỉnh của bộ gen virus mới. Trong một tuyên bố được đưa ra vào ngày 11 tháng 2, Hiệp hội Tổng hợp Gien Quốc tế, một nhóm thương mại, đã chọn cách tiếp cận thận trọng. Họ tuyên bố rằng sẽ coi loại virus mới của Trung Quốc giống như SARS, một loại virus đã được thêm vào danh sách "các tác nhân chọn lọc" hồi năm 2012 và việc sở hữu các phiên bản của mẫu virus này được chính phủ Hoa Kỳ giám sát chặt chẽ.

Điều đó có nghĩa là bất cứ ai muốn có một bản sao tổng hợp hoàn chỉnh của SARS-CoV-2 sẽ cần phải trải qua "các cuộc kiểm tra chi tiết và cụ thể" và phải chứng minh được rằng họ đã đăng ký được CDC để được phép làm việc với SARS, giống như các nhà nghiên cứu ở phòng thí nghiệm Bắc Carolina.

Tuy nhiên, các công ty sản xuất DNA vẫn có quyền quyết định đối với những gì họ bán và bán cho ai, và không phải tất cả các công ty đều đồng ý sản xuất toàn bộ bộ gen của virus này. Claes Gustaffson, người sáng lập và giám đốc thương mại của Atum, nhà cung cấp DNA ở bang California, Mỹ, cho biết ông đã nhận được đơn đặt hàng từ tám công ty để sản xuất các thành phần của virus mới, và đã đích thân chấp thuận yêu cầu từmột cơ quan chính phủ Hoa Kỳ để sản xuất 90% bộ gen của nó, có lẽ là nhằm tạo ra một phiên bản suy yếu (tức là vô hại) của virus corona mới.

"Có lẽ họ muốn tìm ra cách tạo ra vắc-xin càng nhanh càng tốt", theo ông Gustaffson. "Nhưng nếu có ai đó muốn công ty tôi sản xuất một bản sao virus hoàn chỉnh, chúng tôi sẽ không đáp ứng. Một số loại virus, chẳng hạn như virus gây ra bệnh bại liệt, bạn sẽ không muốn làm dù ai yêu cầu đi chăng nữa".

Các nhà khoa học

Tuy nhiên, không phải ai cũng cho rằng việc tổng hợp virus corona mới là hành vi đặc biệt nguy hiểm. "Tôi không thực sự thấy rủi ro quá lớn", theo ông Nicholas G. Evans, nhà nghiên cứu sinh học tại Đại học Massachusetts, Lowell, Mỹ, cho biết. "Ngay bây giờ, rất nhiều người đang dành nhiều thời gian để tìm hiểu cách thức hoạt động của loại virus corona mới này. Tôi cho rằng những lợi ích mà công việc này đem lại là lớn hơn nhiều so với các rủi ro, nếu đem chúng đặt lên bàn cân".

Dịch Covid-19, được cho là bắt nguồn từ một chợ động vật sống ở thành phố Vũ Hán, sau khi bùng phát đã khiến hơn 80.000 người bị lây nhiễm và hơn 2.700 người đã tử vong, chủ yếu là ở Trung Quốc (số liệu cập nhật tới thời điểm bài này được dịch, lúc 13h30 ngày 25/2/2020), và như vậy đã vượt qua đại dịch SARS năm 2002-2003 khiến 774 người thiệt mạng.

Tuy nhiên, Mỹ vẫn chưa tuyên bố virus mới là "tác nhân chọn lọc". Theo Baric, quyết định bổ sung một loại virus mới vào danh sách những loài virus nguy hiểm nhất sẽ không được thực hiện trong lúc dịch còn đang bùng phát, vì nó sẽ làm chậm tiến độ của các nghiên cứu.

Gieo rắc nỗi sợ hãi

Hiện tại, chỉ có một số trung tâm công nghệ cao mới có đủ khả năng "làm sống dậy" một loại virus; do đó bạn hoàn toàn không phải lo lắng về việc một ai đó với những bộ dụng cụ trong gara sửa xe của họ có thể làm được điều này. "Chỉ có những người giỏi nhất trong số những người giỏi nhất của chúng tôi mới có thể tổng hợp loại virus mới này ngay khi dịch vẫn đang bùng phát. Nhưng số người đó chỉ có ở một vài phòng thí nghiệm mà thôi," Evans khẳng định. "May mắn thay, còn lâu mới đến lúc việc tổng hợp nên mọi thực thể sinh học trở nên phổ biến và có thể thực hiện được bởi rất nhiều người."

Sự tiến bộ trong các nghiên cứu tổng hợp virus và khả năng tái tạo các loại virus từ thông tin di truyền chắc chắn sẽ reo rắc nỗi sợ hãi và là cơ sở cho các thuyết âm mưu nảy sinh. Ở thời điểm hiện tại, các phương tiện truyền thông xã hội và một số trang web đã đầy rẫy những suy đoán vô căn cứ rằng virus mới đã vô tình bị phát tán ra môi trường từ một phòng thí nghiệm vũ khí sinh học của Trung Quốc nằm ngoài Vũ Hán. Không có bằng chứng nào cho điều đó, nhưng những tin đồn này làm nảy sinh các vấn đề ngoai giao giữa Mỹ với Trung Quốc sau khi thượng nghị sĩ Tom Cotton nhiều lần đề cập đến vấn đề này tại Quốc hội Hoa Kỳ.

Baric khẳng định ông không thấy có một mối nguy hiểm đặc biệt nào khi tiến hành tổng hợp virus mới ở giai đoạn dịch vẫn đang bùng phát như hiện nay, đặc biệt là vì virus vẫn đang xuất hiện và phát tán trong tự nhiên. Điều quan trọng là tìm ra cách thức hoạt động và ngăn chặn được nó. "Bất kể bạn trích xuất con virus đó từ một tế bào hay tổng hợp nó trong phòng thí nghiệm, thì kết quả cũng như nhau mà thôi," Baric kết luận.

An Huy


Đánh giá gần đây
Đọc nhiều nhất Phản hồi nhiều nhất

1 Một nhà mạng Việt Nam tuyên bố không bị ảnh hưởng bởi việc đứt cáp, còn tăng tốc độ gấp rưỡi không tăng giá

2 Thủ tướng Anh được đưa vào khoa cấp cứu, đúng một tháng sau khi ngạo nghễ bắt tay tất cả bệnh nhân Covid-19

3 Tại sao xác cá voi chết lại cực kỳ nguy hiểm?

4 Bằng mọi cách “còn nước, còn tát” điều trị bệnh nhân 91 phi công Anh 43 tuổi

5 3 smartphone tầm trung đời 2019 giờ giảm còn nửa giá, trở nên đáng mua

Tin Liên quan
Các tin khác
a
Xem thêm
Góc nhìn VNREVIEW