Bạn đã biết virus mang lại những giá trị hữu ích cho cuộc sống?

Virus là nguyên nhân gây nên những căn bệnh nguy hiểm cho con người. Tuy nhiên trong hơn 5 nghìn loại virus khác nhau, cũng có những virus mang lại những giá trị hữu ích cho cuộc sống.

Virus giúp con người tiến hóa

Mô phỏng trong phim khoa học viễn tưởng Ma trận (The Matrix), nhân vật Smith đã so sánh nhân loại với virus, một căn bệnh của hành tinh. Tuy nhiên, điều này không phải là không có cơ sở.

Ngược dòng thời gian về 45 triệu năm trước đây, một động vật có vú bị nhiễm retrovirus. Bằng cách chuyển mã RNA thành DNA, các retroviruses như HIV có thể lẻn các hướng dẫn vào bộ gen của chủ thể. Bất kỳ khi nào tế bào chủ thể tự sao chép, virus cũng sao chép theo. Retrovirus cổ đại này đã lây nhiễm vào một dòng tế bào mầm và do đó có thể lây lan sang con cái của tổ tiên linh trưởng.

Virus gây bệnh nhưng cũng là tác nhân giúp con người tiến hóa

Năm 2000 (17 năm trước), một nhóm các nhà khoa học Boston đã phát hiện ra một gen lạ ở người. Gen này được gọi là syncytin, mã hóa cho một protein chỉ được tạo ra bởi các tế bào trong nhau thai. Hai sự kiện trên đều có liên quan đến syncytin có nguồn gốc từ virus. Trong khi virus sử dụng gen này để hội nhập với một tế bào chủ, một bào thai đang phát triển lại sử dụng gen để liên kết một số tế bào nhau thai vào trong một lớp tế bào đơn, lớp này rất cần cho thai nhi hút chất dinh dưỡng từ mẹ.

Protein syncytin có nguồn gốc từ hai loại, loại được đề cập ở trên là syncytin 1. Phản ánh tính di truyền của virút, còn protein syncytin 2 lại làm giảm hệ thống miễn dịch của người mẹ và ngăn ngừa hệ miễn dịch tấn công bào thai đang phát triển. HERV-K tự nó chèn vào chủ thể cách đây 200.000 năm làm cho nó trở thành một trong những gen retrovirus mới nhất ở người, kích hoạt các gen quan trọng giúp phát triển phôi, các hạt virus và protein để bảo vệ phôi non khỏi bị nhiễm các loại virút khác.

Virus diệt virus

Thuật ngữ dùng “lửa trị lửa” mặc dù ít được nhắc đến, tuy nhiên để lý giải trong trường hợp này “lửa” chính là virus HIV. Năm 2011, các nhà khoa học Đại học California-San Diego và UCLA, Mỹ, đã tạo ra một phiên bản HIV vô hại do chính virus HIV sinh ra. Loại virút này được gọi là hạt can thiệp trị liệu (Therapeutic interfering particle), gọi ngắn là TIP. Bằng cách làm chậm quá trình sao chép của virus HIV, TIP có thể kéo dài tuổi thọ cho người bệnh từ 5 – 10 năm trước khi chuyển sang giai đoạn AIDS.

Trưởng nhóm nghiên cứu TIP ở Đại học California-San Diego, Leor Weinberger khi so sánh TIP với một “virus của một virus” thì mã di truyền của TIP đã bị tước đi 1/3 kích thước ban đầu, nó thiếu phần quan trọng cần thiết để sao chép chính bản thân nó. TIP chỉ có thể sao chép bằng cách lén vào mã di truyền của HIV và sao chép khi quá trình sao chép diễn ra. TIP cũng chứa các trình tự ức chế HIV và cạnh tranh với các protein tương tự như HIV. TIP có thể trợ giúp cho những người siêu lây nhiễm HIV, như nhóm sử dụng chất gây nghiện, ma túy, hạn chế phát bệnh, giúp họ kéo dài thêm sự sống.

Năm 2016, các nhà khoa học đã phối hợp một loại virus với virus khác, cụ thể là reovirus và viêm gan C. Khi con người còn nhỏ, reovirus có thể gây cảm lạnh, nhưng khi trưởng thành, nó giống như một kẻ thù trong trò chơi mèo vờn chuột, lúc đầu gây khó chịu và càng về sau căn bệnh lại càng gây cực nhọc cho con người.

Viêm gan C rất khó điều trị và là một nguyên nhân phổ biến gây ung thư gan, nguyên nhân thứ ba gây tử vong trên thế giới hiện nay. Ban đầu trong trò chơi mèo vờn chuột này, kẻ thù rất ranh ma, chúng thay hình đổi dạng, nhưng cuối cùng, người chơi (bệnh nhân) đã chiến thắng. Khi được đưa vào cơ thể, reovirus kích thích một protein tín hiệu gọi là interferon, kích hoạt một loại bạch cầu gọi là tế bào hủy diệt tự nhiên (NK). Trong các thử nghiệm trên mẫu ung thư ở chuột và người, các tế bào NK đã giết chết khối u và các tế bào bị nhiễm virus viêm gan C. Liệu pháp reovirus cũng có thể được sử dụng cho các loại ung thư khác liên quan đến các bệnh nhiễm virus như lymphoma liên quan đến virus Epstein-Barr.

Virus kháng sinh

Bacteriophages hoặc phage là kẻ thù tự nhiên của vi khuẩn, chúng tự sao chép vào trong vi khuẩn, và vi khuẩn cuối cùng đã bùng nổ bởi các loại virus này. Bacteriophage là virus mà tế bào cảm thụ là vi khuẩn, nghĩa là nó có khả năng gây bệnh cho vi khuẩn, do đó người ta còn gọi bacteriophage là virus của vi khuẩn hay gọi  tắt là phage.

Những năm 20 và 30 của thế kỷ trước, các bác sĩ đã điều trị nhiều loại bệnh nhiễm trùng bằng phage. Tuy nhiên, liệu pháp phage vẫn tồn tại một số vấn đề nhưng do trình độ y học thời đó hạn chế nên các nhà khoa học không hiểu hết nguyên nhân, đặc biệt là việc kết hợp chính xác giữa phage với các mục tiêu của vi khuẩn để tạo ra hiệu quả mong muốn. Ngoài ra, còn phải kể đến việc điều trị chưa chuẩn, khiến con người bệnh mắc bệnh nặng hơn.

Sau Thế chiến II, kháng sinh ra đời hàng loạt với độ tin cậy hơn so với phage nên phage bị lãng quên. Mặc dù đã bị lãng quên ở Liên Xô cũ, liệu pháp này cần được nghiên cứu, ứng dụng. Do việc ngăn chặn Liên Xô tiếp cận với một số loại kháng sinh tốt nhất của phương Tây, nên quốc gia này đã nghiên cứu phage và cho ra đời phương pháp trị liệu phage hiệu quả hơn.

Ngày nay, liệu pháp này đã và đang hồi sinh, với nhiều sản phẩm mới như thuốc viên, thuốc dạng dịch hay thuốc tiêm, và đang được coi là phương pháp trị liệu tiêu chuẩn ở Ba Lan, Georgia và Nga. Không giống kháng sinh, phage rất chính xác, nó tạo điều kiện thuận lợi để khuẩn thân thiện hoạt động độc lập trong cơ thể và được xem là giải pháp tình thế khả thi trong bối cảnh khuẩn kháng thuốc kháng sinh mạnh như hiện nay.

Dùng virus trị ung thư

Herpes và ung thư là hai bệnh nguy hiểm của con người. Tuy nhiên, việc sử dụng herpes để chống ung thư là đề tài mới đáng thảo luận. Imlygic là một loại thuốc chống ung thư mới, bình quân có thể kéo dài cuộc sống cho người bệnh u ác tính ít nhất 4 tháng rưỡi. Đặc biệt hơn, Imlygic lại là dược phẩm trong đó có sử dụng một virus. Cụ thể hơn, đó là phiên bản biến đổi của một loại virus sống, lây nhiễm có tên HSV-1, virus này là thủ phạm gây bệnh rộp môi, lở miệng.

Các nhà khoa học đã “lấy độc trị độc” tức là sử dụng virus để điều trị ung thư

Tuy Imlygic chưa thật sự hiệu quả trong việc điều trị ung thư nhưng các phản ứng phụ giống như cúm của nó lại nhẹ hơn so với hóa trị liệu. Khi các tế bào biến thành ung thư, cơ chế chiến đấu chống vi khuẩn của chúng sẽ bị phân hủy, trong khi đó Herpesvirus lại thích tấn công các tế bào ung thư. Khi cơ chế này xảy ra, các mảnh vụn của tế bào bùng nổ, cảnh báo cho hệ thống miễn dịch biết, đến lượt nó, hệ thống miễn dịch bắt đầu tìm kiếm tế bào ung thư để tiêu diệt. Tuy nhiên, trong cơ chế này, khoa học vẫn chưa hiểu rõ, hệ thống miễn dịch nhắm đến tất cả các tế bào ung thư của cơ thể hay chỉ những tế bào bị nhiễm virus.

Mặc dù Imlygic là thuốc đầu tiên được Cơ quan Quản lý Thực & Dược phẩm Mỹ (FDA) chấp thuận để điều trị ung thư, nhưng nó chưa phải là dược phẩm duy nhất có nguồn gốc từ virus được còn người tìm ra. Virus diệt khối u ung thư là một chủ đề hiện đang được khoa học quan tâm, ý tưởng này đã và đang được triển khai trong nhiều thập kỷ. Theo dự đoán sẽ có nhiều liệu pháp điều trị ung thư dựa trên virus giống như Imlygic sẽ được ra đời trong tương lai gần.

Virus sinh điện năng

Sở dĩ con người đặt tên virus máy tính là dựa vào các đặc tính sinh học của chúng. Tuy nhiên chính loại virus sinh học này lại có lợi cho con người, sản sinh năng lượng điện.

Theo ghi nhận, một số chất rắn dùng trong xây dựng có thể tạo điện năng khi được nén lại, chuyên môn gọi là hiệu ứng áp điện, điều này được biết đến nhiều nhất trong các loại đồng hồ thạch anh. Rào cản ở đây là hiệu ứng áp điện có dải ứng dụng rất rộng, nhưng các vật liệu được sử dụng để làm cho các thiết bị áp điện thường độc hại và khó vận hành nên công nghệ áp điện vẫn chưa phổ biến.

Để cải tiến, các chuyên gia ở Phòng nghiên cứu thí nghiệm Berkeley Lab Mỹ (BL) đã phát triển một công nghệ mới, có thể thay đổi vật liệu này bằng một virus M13 phase, nhắm vào các vi khuẩn mà không gây hại cho con người. M13 phase có lợi thế như khả năng nhân lên hàng triệu, tự nó sắp xếp thành các màng theo trật tự ngay ngắn và dễ dàng cho việc ứng dụng kỹ thuật di truyền, qua đó giúp các nhà khoa học có thể tăng điện áp. Đặc biệt, việc tự sắp xếp của nó giúp ích cho mục đích lắp ráp khi ứng dụng công nghệ nano.

Theo 24h.com.vn