Những khác biệt quan trọng trong tín hiệu của hệ miễn dịch và sự hình thành các phân tử điều chỉnh miễn dịch có thể giải thích tại sao một số loài linh trưởng có thể sống chung với virut suy giảm miễn dịch mà không tiến tới AIDS. Không giống với một số loài linh trưởng khác, khỉ nâu và con người không thể chống chọi lại với loại bệnh này.
Ngay sau khi HIV (virut suy giảm miễn dịch ở người) được nhận biết là nguyên nhân gây AIDS 25 năm trước, một nghiên cứu mở rộng được thực hiện để tìm hiểu nguồn gốc của virut. Nghiên cứu đó đã dẫn tới phát hiện rằng tinh tinh và khỉ mặt xanh bị nhiễm virut suy giảm miễn dịch ở khỉ (SIV) trong môi trường hoang dã, rồi truyền sang người và khỉ nâu gây ra AIDS. Điều đáng kinh ngạc là chủ thể tự nhiên của virut AIDS, ví dụ như khỉ mặt xanh và nhiều loài linh trưởng Châu Phi bị nhiễm SIV trong môi trường hoang dã vẫn hoàn toàn khỏe mạnh. Quá trình tiến hóa của chủ thể tự nhiên để chống lại sự phát triển của bệnh suy giảm miễn dịch từ lâu vẫn là bí ẩn then chốt chưa có lời giải trong hiểu biết của chúng ta về AIDS. Thêm vào đó, khái niệm về cơ chế kháng bệnh của chúng có thể giúp giải thích cơ chế cơ bản của quá trình phát triển AIDS ở người.
Một nhóm các nhà khoa học thuộc Trung tâm nghiên cứu linh trưởng quốc gia Yerkes và Trung tâm Vacxin Emory đã phát hiện ra rằng hệ miễn dịch của khỉ mặt xanh hoạt động ở chừng mực thấp hơn đáng kể trong quá trình lây nhiễm SIV so với hệ miễn dịch của khỉ nâu, điểm khác biệt này có thể giải thích tại sao SIV và HIV gây ra AIDS ở một số loài, và không gây ra AIDS ở một số loài khác.
Mark Feinberg - tiến sĩ, bác sĩ đồng thời là tác giả của nghiên cứu, cho biết: “Trong quá trình lây nhiễm HIV ở người và SIV ở khỉ, hệ miễn dịch được hoạt hóa ở mức độ cao, làm tăng sự phá hủy và giảm sự hình thành các tế bào miễn dịch thiết yếu, và do đó dần dần bị đánh bại hoàn toàn. Ngược lại, vật chủ tự nhiên của SIV, như khỉ mặt xanh, không thể hiện sự kích thích khác thường của hệ miễn dịch và không phát triển thành AIDS bất chấp sự nhân rộng của SIV. Nghiên cứu của chúng tôi tìm hiểu nền tảng cho phản ứng rất khác biệt đối với virut AIDS ở các loài linh trưởng khác nhau”. Feiberg nguyên là điều tra viên tại Trung tâm Vacxin Emory và Trung tâm nghiên cứu Yerkes, ông là giáo sư y khoa tại Đại học Y Emory. Ông hiện là phó chủ tịch y tế và chính sách đối với văc-xin và các bệnh lây nhiễm tại Merck & Co., Inc.
Nguyên nhân chính là sự khác biệt đáng kể trong tín hiệu miễn dịch ở một loại tế bào đuôi gai trong cơ thể dễ mắc hoặc có khả năng kháng AIDS của vật chủ. Tế bào đuôi gai là một phần của hệ miễn dịch có vai trò cảnh báo cơ thể trước sự xâm nhập của virut hoặc vi khuẩn, đồng thời thúc đẩy phản ứng miễn dịch loại bỏ lây nhiễm. Chúng phát hiện kẻ xâm nhập bằng cách sử dụng phân tử được gọi là “trạm thu phí”.
Nhóm nghiên cứu của Feinberg phát hiện rằng đối với khỉ mặt xanh, tế bào đuôi gai tạo ra ít protein interferon alpha (một dạng protein ngăn chặn sự phát triển của virut) hơn – đây là dạng tín hiệu báo động đến toàn bộ hệ thống miễn dịch – khi phản ứng với SIV. Do đó, những tế bào đuôi gai không hoạt động trong giai đoạn ban đầu lây nhiễm SIV, và khỉ mặt xanh không tạo ra phản ứng miễn dịch đáng kể nào đối với virut. Ngược lại với khỉ mặt xanh, những tế bào đuôi gai ở người và khỉ, những chủ thể dễ mặc AIDS, thì dễ dàng bị HIV và SIV kích thích.
Khỉ mặt xanh (Ảnh: Wikimedia Commons) |
Sự khác biệt về tính hoạt hóa của tế bào đuôi gai đối với virut AIDS ở một số loài linh trưởng là kết quả của sự khác biệt trong mô hình tín hiệu của cơ quan thụ cảm giống như “trạm thu phí” nêu trên. Vì hầu hết các phản ứng miễn dịch không đủ khả năng loại bỏ virut AIDS, sự nhân rộng của virut dẫn tới sự hoạt hóa không ngừng của hệ miễn dịch ở người và khỉ.
Tai hại thay, không những không thể diệt được lây nhiễm, sự kích thích tế bào đuôi gai liên tục gây ra sự hoạt hóa lặp đi lặp lại của hệ miễn dịch và thương tổn không mong muốn đối với hệ miễn dịch ở những loài dễ mắc AIDS. Hiện tượng hoạt hóa lặp đi lặp lại nhiều lần hiện được công nhận là nguyên nhân chính dẫn tói hình thành AIDS.
Tế bào đuôi gai của khỉ mặt xanh không dễ dàng bị SIV kích thích có thể là nguyên nhân tại sao khỉ mặt xanh không có những biểu hiện miễn dịch thái quá và không mặc AIDS. Vì vậy, phản ứng miễn dịch một cách vừa phải đối với SIV ở khỉ mặt xanh có thể là bước tiến hóa hiệu quả để chống lại loại virut mà các phản ứng chống virut quyết liệt của hệ miễn dịch phải bó tay.
Các tác giả nhận định rằng cần có phương pháp chữa trị mới nhằm ngăn chặn phản ứng thái quá của hệ miễn dịch, từ đó bảo vệ cơ thể khỏi thương tổn không mong muốn. Những phương pháp chữa trị như vậy, tập trung vào phản ứng đối với virut AIDS của cơ thể, có thể là công cụ hữu hiệu bổ sung cho những loại thuốc trực tiếp ngăn chặn sự nhận rộng của virut.
Hiểu rõ chi tiết hoạt động của đường tín hiệu của cơ quan thụ cảm dạng “trạm thu phí” ở khỉ mặt xanh có thể là tiền đề phát triển những phương pháp trị liệu hạn chế sự hoạt hóa không ngừng của hệ miễn dịch ở những người bị nhiễm HIV.
Feinberf cho biết: “Hiểu biết về cơ sở sinh học mà khỉ mặt xanh và nhiều loài linh trưởng khác, vật chủ tự nhiên của virut AIDS, đã tiến hóa để kháng lại AIDS chính là bài học lớn đối với chúng ta về đại dịch AIDS, và cơ chết hình thành AIDS ở người. Thêm vào đó, kiến thức quý báu này hy vọng sẽ giúp xây dựng những phương pháp hiệu quả để điều trị HIV. Hiểu biết về việc làm thế nào vật chủ tự nhiên của SIV vẫn sống khỏe mạnh có thể cung cấp đầu mới về quỹ đạo tiến hóa tương lại của loài người, đáp lại những áp lực sâu rộng ở nhiều địa điểm trên toàn thế giới, nơi mà hậu quả của HIV là khốc liệt nhất”.
Tác giả của nghiên cứu bao gồm Judith N. Mandl thuộc Chương trình cao học về Sinh học, sinh thái và tiến hóa tại đại học Emory và Ashley P. Barry, từng làm việc tại Trung tâm Vacxin Emory và Trung tâm nghiên cứu linh trưởng quốc gia Yerkes.
Nghiên cứu được Học viện y tế quốc gia tài trợ, với sự giúp đỡ của Trung tâm Vacxin Emory và Trung tâm nghiên cứu linh trưởng quốc gia Yerkes.
Tham khảo:
1. Mandl et al. Divergent TLR7 and TLR9 signaling and type I interferon production distinguish pathogenic and nonpathogenic AIDS virus infections. Nature Medicine, 2008; DOI: 10.1038/nm.1871