[P+] Đột phá trong điều trị bệnh Herpes với kỹ thuật chỉnh sửa gene.

Link đến bài viết: https://pharmavn.org/dot-pha-trong-dieu-tri-benh-herpes…

Vừa qua, ngày 18/08/2020, tạp chí Nature Communications đã công bố kết quả nghiên cứu của nhóm khoa học tại Viện Ung thư Fred Hutchinson, Mỹ cho thấy sử dụng chỉnh sửa gen bằng Meganuclease và phương tiện vận chuyển Adeno-Associated Virus có thể tiêu diệt lên tới 90% lượng HSV-1 tiềm ẩn bên trong chuột thí nghiệm, một mức độ đủ để các nhà nghiên cứu tin rằng nó sẽ ngăn chặn khả năng hoạt động trở lại của loại virus này. Công bố này đã trở thành một tiếng vang không chỉ trong giới khoa học nói riêng mà còn trong cả trong cộng đồng người nhiễm Herpes nói chung. Về phía các nhà khoa học, đây là lần đầu tiên mà họ thực sự có thể đi vào và loại bỏ hầu hết các mụn rộp trong cơ thể, điều mà đã luôn là một thách thức trong nhiều thập kỷ dài. Còn về phía bệnh nhân, đây là hy vọng, là sự lạc quan, bởi họ có thể chắc chắn rằng trong suốt cuộc đời của mình, họ có thể thoát khỏi căn bệnh quái ác này.

Kết quả này không gì hơn hết là một sự kiên trì mòn mỏi của nhóm nghiên cứu để ngăn chặn một loại virus dai dẳng. Chỉ mới 5 năm trước đây, kết quả đầu tiên của nhóm nghiên cứu chỉ nằm ở khoảng 2%-4% lượng HSV là bị làm hỏng gen ở những con chuột bị nhiễm bệnh. Nhưng mà giờ đây, thông qua một loạt các cải tiến gia tăng trên phương pháp ban đầu, con số này đã tăng lên tới 92% tại hạch thần kinh cổ trên (superior cervical ganglia), là mô thần kinh nơi phần lớn HSV-1 trú ngụ. Sự suy giảm này duy trì trong vòng 1 tháng, và được các nhà nghiên cứu tin rằng đủ để ngăn chặn sự hoạt động trở lại của HSV-1.

Các tinh chỉnh mà nhóm nghiên cứu đã làm trong nghiên cứu này bao gồm:

 Kéo phân tử bằng Meganuclease cắt gene hiệu quả hơn so với CRISPR/Cas9. Ngạc nhiên là mặc dù CRISPR/Cas9 là chiếc kéo phân tử vàng trong lĩnh vực chỉnh sửa gen. Tuy nhiên, trong nghiên cứu điều trị Herpes, nó lại không hoạt động tốt bằng Meganuclease. Điều này có thể là do, CRISPR/Cas9 là một phân tử lớn, trong khi các Meganuclease tương đối nhỏ hơn, chỉ bằng một nửa kích thước của một kháng thể, do đó sẽ dễ dàng được đóng gói và phân phối đến các tế bào thần kinh hơn. Ngoài ra, khả năng nhăm mục tiêu của Meganuclease đến các bộ gen virus dị hóa cũng chính xác hơn CRISPR/Cas9, phù hợp với sự tiến hóa của Meganuclease vốn nằm ở sinh vật nhân chuẩn, so với sự tiến hóa của CRISPR/Cas9 nằm ở sinh vật nhân sơ.

 Sử dụng hỗn hợp 2 hay 3 loại Meganuclease khác nhau thay vì chỉ 1 loại. Cách đây nhiều năm, nhóm đã đạt được kết quả đầy hứa hẹn trong việc cắt DNA của virus Herpes bằng cách sử dụng 1 loại Meganuclease duy nhất, nhưng kết quả chỉ tồn tại trong một thời gian ngắn. Điều này là bởi vì HSV có thể dựa vào các chương trình sửa chữa DNA của chính các tế bào bị nhiễm để tự phục hồi (vốn không phân biệt giữa các gen của virus ngoại lai với các gen của bản thân tế bào). Nhưng theo thời gian, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng họ có thể loại bỏ tới 90% vi rút tiềm ẩn bằng cách sử dụng hỗn hợp 2 hoặc 3 loại Meganuclease khác nhau để cắt các vị trí khác nhau trên bộ gene virus. Nó chỉ đơn giản là tế bào khó sửa chữa hai lần đứt hơn một. Với nhiều hơn 2 lần đứt, các tế bào sẽ nhận thấy rằng DNA của virus đã quá hư hỏng để được sửa chữa, nên sẽ kêu các phân tử khác đến để loại bỏ DNA của virus ra khỏi cơ thể tế bào.

 Sử dụng kết hợp ba loại vector AAV khác nhau để vận chuyển Meganuclease sẽ giảm lượng HSV ở hạch nhiều nhất. Ngay từ đầu, nhóm nghiên cứu đã sử dụng AAV (Adeno-Associated Virus) – một loại virus vô hại, bất hoạt, được hút vào các protein bề mặt của tế bào thần kinh – để làm vector vận chuyển các chiếc kéo phân tử đến các tế bào thần kinh mục tiêu. Các HSV ẩn náu trong các cụm tế bào thần kinh được gọi là hạch và các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng một số hạch khó tiếp cận hơn những hạch khác. Qua nhiều năm, họ phát hiện ra rằng một số chủng AAV phù hợp hơn những chủng khác để tìm ra các loại cụm thần kinh cụ thể, và điều này đã giúp họ tinh chỉnh việc lựa chọn các loại AVV khác nhau để phù hợp với các tế bào bị nhiễm ở những nơi khác nhau. Trong thí nghiệm này, nhóm đã lựa chọn 3 loại vector AAV khác nhau, kết quả là giảm tới 92% HSV ở hạch thần kinh cổ trên. Kết quả này cho thấy rằng các kiểu huyết thanh AAV được kết hợp để cung cấp liệu pháp Meganuclease cần được lựa chọn cẩn thận và có thể được cải thiện hơn nữa. Công việc trong tương lai nên tập trung vào việc xác định các kết hợp tối ưu của AAV để đảm bảo bao phủ đầy đủ tất cả các tế bào thần kinh bị nhiễm bệnh và xác định xem liệu các kết hợp đó có hiệu quả trong các hệ thống mô hình khác hay không, điều này sẽ tạo điều kiện thuận lợi khi phương pháp này được áp dụng trên người.

Theo tiến sĩ Martine Aubert, nhà khoa học cấp cao của Viện Ung thư Fred Hutchinson: “Đây là một phương pháp có thể chữa bệnh cho cả nhiễm HSV ở miệng và đường sinh dục”. Tuy nhiên, sẽ còn mất rất nhiều thời gian trước khi những thí nghiệm này có thể được thử nghiệm lâm sàng đầu tiên trên người như là một liệu pháp gen để chữa bệnh Herpes. Các nhà nghiên cứu hy vọng rằng điều này sẽ chỉ mất ít nhất 3 năm. Theo đà tiến tới, nhóm nghiên cứu giờ đây đang theo đuổi một chiến lược tương tự trong điều trị HSV-2. Họ cũng đang hợp tác với Tiến sĩ Barry Stoddard, người chuyên khám phá cấu trúc protein, để thiết kế riêng một bộ Meganuclease mà họ hy vọng sẽ hoạt động tốt hơn cả bộ họ đang sử dụng. Sớm thôi, một liệu pháp giúp chữa trị bệnh Herpes là một điều hoàn toàn có thể!

Tác giả: Trần Thị Quỳnh Hoa, Võ Phạm Thủy Tiên, Nguyễn Thái Minh Trận

Mentor: Võ Đức Duy, Ph.D.

Tài liệu tham khảo

[1] Planned Parenthood, “Oral & Genital Herpes”, https://www.plannedparenthood.org/…/stds-hiv…/herpes, 27/09/2020.

[2] Anthony L. Cunningham, etc., 2006, “The Cycle of Human Herpes Simplex Virus Infection: Virus Transport and Immune Control”, The Journal of Infectious Diseases, https://academic.oup.com/…/194/Supplement_1/S11/893145, 27/09/2020.

[3] Kerry Laing, “Immune responses to viruses”, British society for Immunology, https://www.immunology.org/…/immune-responses-viruses, 27/09/2020.

[4] Michael L. Oldham, etc., 2016, “A mechanism of viral immune evasion revealed by cryo-EM analysis of the TAP transporter”, Nature, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4848044/, 27/09/2020.

[5] Precision Vaccinations, 2020, “Herpes Vaccine Candidates”, https://www.precisionvaccinations.com/…/herpes-vaccine…, 27/09/2020.

[6] Synbio Technologies, “The Applications of Genome Editing Technology”, https://www.synbio-tech.com/genome-editing-applications/, 27/09/2020.

[7] Mark Hay, 2019, “Why Gene Editing May Hold the Promise of a Herpes Cure”, Men’s Health, https://www.menshealth.com/…/herpes-cure-gene-editing/, 27/09/2020.

[8] Keith R. Jerome, etc., 2020, “Gene editing and elimination of latent herpes simplex virus in vivo”, Nature, https://www.nature.com/articles/s41467-020-17936-5, 27/09/2020.

[9] Fred Hutch, 2020,“ A cure for herpes? There is progress to report”,https://www.fredhutch.org/…/herpes-simplex-gene-therapy…, 27/09/2020.

[10] WHO, 2020, “Herpes simplex virus”,https://www.who.int/…/fact…/detail/herpes-simplex-virus, 27/09/2020.

[11] WHO, 2020, “Billions worldwide living with herpes”, https://www.who.int/…/01-05-2020-billions-worldwide…, 27/09/2020.

[12] WHO, 2016, “WHO guidelines for the treatment of Genital Herpes Simplex Virus”, https://www.who.int/…/genital-HSV-treatment-guidelines/en/, 27/09/2020.