Khám phá mới về HIV: Con đường chết dẫn đến AIDS là do HIV lây truyền trực tiếp giữa các tế bào

Theo các nhà khoa học, HIV không gây ra AIDS do virus tác động trực tiếp đến các tế bào miễn dịch của ký chủ mà do các tế bào gây ảnh hưởng chết người cho nhau. Một công trình của học viện Gladstone ở Mỹ cho thấy, con đường chết của HIV - khi 95% tế bào chết do virus - chỉ được kích hoạt nếu virus truyền từ tế bào này sang tế bào kia, không phải do các phân tử HIV trôi tự do trong cơ thể tác động lên tế bào.

Đã tìm ra vắc-xin phòng HIV?

Các nhà khoa học có thể đã tìm ra phương thuốc chữa HIV ...

Phát hiện bất ngờ về vũ khí chống HIV từ... thuốc trị ung thư ...

Chấn động: Vaccine AIDS cứu 5 bệnh nhân ‘sạch' HIV trong 7 tháng

Theo khoa học về virus, các loại virus có thể lây lan theo hai hình thức cơ bản là sự khuếch tán qua không gian ngoài tế bào hay tiếp xúc trực tiếp giữa các tế bào.

HIV cũng lan truyền theo hai con đường này: qua các virus trôi tự do tác động trực tiếp lên các tế bào miễn dịch ký chủ hay được truyền từ một tế bào bị lây nhiễm sang tế bào chưa bị nhiễm.

(Ảnh: Gladstone Institute)

Con đường thứ hai, lây nhiễm virus giữa các tế bào (cell-to-cell transmission hay cell-to-cell spread) mạnh gấp 100-1000 lần so với con đường đầu tiên-lây nhiễm từ virus nằm ngoài tế bào (cell-free spread). Nghiên cứu mới chứng minh rằng, chỉ có con đường thứ hai này mới châm ngòi cho phản ứng chuỗi tế bào mà kết quả cuối cùng là các tế bào mới bị lây nhiễm sẽ tự hủy diệt.

"Các "đơn vị hủy diệt" cơ bản của các tế bào CD4 T trong các mô dạng lymphô là do những tế bào bị lây nhiễm khác, không phải do virus tự do. Sự lây lan HIV giữa-các-tế-bào là điều kiện cần để kích hoạt con đường chết chủ yếu của HIV", lời tác giả chính đầu tiên của nghiên cứu, tiến sĩ Gilad Doitsh, một nhà nghiên cứu ở Học viện Virus học và Miễn dịch học Gladstone.

Mô dạng lymphô là các mô chuyên sản xuất lymphô bào và kháng thể tại những cơ quan như hạch bạch huyết, amiđan, tuyến ức, lá lách và các nhóm tế bào khác bao quanh mô.

CD4 T là một loại tế bào bạch cầu bảo vệ cơ thể, đích đến của virus HIV (Human Immunodeficiency virus-virus gây suy giảm miễn dịch ở người) khi chúng xâm nhập vào cơ thể. Người nhiễm HIV sẽ chuyển sang AIDS khi số lượng CD4 T giảm xuống nhiều, cơ thể không còn khả năng đề kháng chống lại vi trùng. Lượng CD4 T bình thường trong máu là 500-1500 tế bào/ml máu, còn ở người đã chuyển sang AIDS (Acquired Immunodeficiency Syndrome-hội chứng suy giảm miễn dịch mắc phải) thì số lượng này chỉ còn dưới 200 tế bào/ml máu.

Một nghiên cứu trước đó cho thấy, 95% cái chết của tế bào từ HIV là do các tế bào miễn dịch tự hủy diệt để tự vệ sau một sự lây nhiễm không thành công.

Khi virus cố gắng xâm nhập một tế bào "đang ngủ yên" , tế bào sẽ loại bỏ virus lây nhiễm. Tuy nhiên, các mảnh DNA virus vẫn còn và bị tế bào ký chủ đó phát hiện. Điều này gây ra hiệu ứng domino trong hệ miễn dịch tế bào trong cơ thể, từ đó kích hoạt enzyme caspase-1, loại enzyme dẫn tới pyroptosis, một hình thức tế bào tự hủy mạnh mẽ do viêm nhiễm sau khi bị virus HIV tấn công.

Ảnh chụp virus HIV dưới kính hiển vi điện tử (Ảnh: Wikipedia)

Nghiên cứu mới tiết lộ, con đường chết này chỉ được kích hoạt khi HIV lan truyền giữa-các-tế-bào, không phải do các phân tử HIV trôi tự do lây nhiễm vào tế bào.

Trong nghiên cứu, các nhà khoa học sử dụng mô lymphô bị nhiễm HIV để so sánh tỉ lệ chết tế bào giữa hai cách lây nhiễm HIV từ tế bào sang tế bào và do virus nằm ngoài tế bào.

Kết quả là tỉ lệ lây nhiễm tổng thể như nhau nhưng tỉ lệ chết tế bào CD4 T cao hơn đáng kể khi tế bào bị lây nhiễm HIV từ các tế bào khác so với từ HIV tự do.

"Dù các virus trôi tự do tạo nên sự lây nhiễm ban đầu, chính sự lan truyền HIV giữa-các-tế-bào sau đó mới gây ra cái chết hàng loạt cho các tế bào CD4 T. Sự lan truyền giữa-các-tế-bào là tuyệt đối cần thiết để kích hoạt con đường chết tế bào bị HIV gây bệnh", ScienceDaily dẫn lời đồng tác giả nghiên cứu Nicole Galloway, nghiên cứu sinh sau tiến sĩ cũng ở học viện Gladstone.

Để khẳng định kết luận này, các nhà nghiên cứu đã xáo trộn sự lan truyền của virus bằng nhiều phương tiện: điều chỉnh virus về mặt di truyền, áp dụng các thuốc ức chế hóa học HIV, ngăn chặn sự tiếp hợp xuyên tế bào, gia tăng khoảng cách vật lý giữa các tế bào để chúng không thể tiếp xúc với nhau.

Kết quả mới cho thấy, có một điều đáng chú ý là sự phá hủy tiếp xúc tế bào đã ngăn chặn hiệu quả cái chết của các tế bào CD4 T. Ngoài ra, việc enzyme caspase-1 được kích hoạt trong các tế bào đích để khởi tạo pyroptosis-phản ứng tế bào tự hủy do viêm nhiễm HIV chỉ có trong sự lan truyền HIV giữa-các-tế-bào.

Hai cách thức HIV lây nhiễm vào tế bào có sự chênh lệch về tỉ lệ chết tế bào là do hiệu quả gia tăng của cách thức lây nhiễm HIV giữa-các-tế-bào, các nhà nghiên cứu phỏng đoán.

Trong cách thức lây nhiễm HIV từ các phân tử HIV bên ngoài tế bào, các mảnh DNA virus bị loại bỏ một cách nhanh chóng trong quá trình lây nhiễm nên không bị hệ miễn dịch tế bào trong cơ thể phát hiện. Còn trong cách thức lây nhiễm HIV giữa-các-tế-bào, các mảnh DNA virus sinh sôi quá nhiều so với khả năng của tế bào, gia tăng cho tới một ngưỡng nhất định và bị phát hiện. Điều này dẫn tới sự kích hoạt enzyme caspase-1 và hiện tượng tế bào tự hủy do viêm nhiễm HIV pyroptosis.

Trong cách thức HIV lây lan giữa-các-tế-bào, DNA virus sinh sôi quá nhiều gây ra pyroptosis-các tế bào tự hủy diệt do viêm nhiễm HIV (Ảnh: Cell)

"Nghiên cứu này đã thay đổi cơ bản tư duy của chúng ta về cách HIV gây ra cái chết tế bào hàng loạt và thu hút sự chú ý chủ yếu đến các tế bào bị lây nhiễm trong các mô lymphô hơn là do virus tự do. Bằng cách ngăn ngừa sự lây nhiễm HIV giữa-các-tế-bào, chúng ta có thể ngăn chặn con đường chết và ngưng lại sự tiến triển từ nhiễm HIV sang AIDS", kết luận của bác sĩ Warner C. Greene, giám đốc học viện Gladstone, cũng là một tác giả cấp cao của nghiên cứu.

Công trình này đã được công bố trên tập san khoa học uy tín Cell Reports tháng 8 năm 2015.

Học viện Virus học và Miễn dịch học Gladstone là một học viện nghiên cứu y sinh độc lập có trụ sở tại San Francisco, California (Mỹ).

Theo một nghiên cứu mới gần đây trên Nature tháng 1 năm nay (2020), sự lan truyền virus trực tiếp giữa-các-tế-bào, từ một tế bào bị nhiễm HIV-1 (loại virus HIV phổ biến trong các ca nhiễm trên toàn cầu) sang tế bào đích kế bên đã được chứng minh là phương thức lây nhiễm chủ yếu. Sự lây nhiễm HIV do virus kết hợp với tế bào có hiệu quả cao hơn sự lây nhiễm do virus tự do đến 18.000 lần trong môi trường thí nghiệm. Theo ước tính của các mô hình toán học và thực nghiệm, tỉ lệ HIV lây nhiễm giữa-các-tế-bào chiếm đến 60% tổng số tế bào bị nhiễm HIV.

Linh Trần (Theo ScienceDaily)