TS Bing Chen, Trưởng nhóm nghiên cứu cho biết, mỗi biến chủng đều đã đạt được một biến đổi về mặt gene giúp ổn định protein gai – loại protein bề mặt được sử dụng trong hầu hết các văcxin hiện nay. Đột biến này làm tăng khả năng xâm nhập vào tế bào của các biến chủng.
Biến chủng Delta, xuất hiện sau đó là biến chủng dễ lây nhiễm nhất được ghi nhận cho tới nay.
Để SARS-CoV-2 có thể xâm nhập được tế bào của người, các gai của nó đầu tiên sẽ dính lấy một thụ thể, được gọi là ACE2. Các gai này sau đó sẽ thay đổi hình dạng, tự thu gập lại như một chiếc dao gập bỏ túi. Màng ngoài của virus sau đó sẽ hợp nhất với màng tế bào của người.
Sử dụng 2 loại khảo nghiệm tế bào, TS Chen và các đồng nghiệp đã cho thấy protein gai của chủng Delta đặc biệt lão luyện trong việc hợp nhất màng.
Sự hợp nhất màng tế bào đòi hỏi rất nhiều năng lượng và cần phải có một chất xúc tác. Trong tất cả các biến chủng, Delta nổi bật với khả năng xúc tác đồng nhất màng của nó.
Điều này giải thích vì sao Delta lan truyền nhanh hơn, thời gian ủ bệnh của chủng này rất ngắn và có thể lây nhiễm vào nhiều tế bào hơn, từ đó tạo ra một lượng lớn đến vậy virus trong cơ thể người.
Các nhà khoa học đã sử dụng kính hiển vi điện tử Cryo-EM có độ phân giải tới mức nguyên tử để chụp các protein gai của Delta, Kappa và Gamma rồi so sánh chúng với các gai của các biến chủng trước đó như G614, Alpha và Beta.
Tất cả các biến chủng đều đã thay đổi ở hai bộ phận chính của protein gai nơi bị các kháng thể trung hòa của hệ miễn dịch người nhận diện: Miền liên kết thụ thể (RBD) – vị trí gắn với thụ thể ACE2, và miền N-terminal (NTD).
Các đột biến tại 1 trong 2 miền này đều có thể khiến cho các kháng thể trung hòa bị giảm khả năng dính vào gai.
Cụ thể, ở Delta đó là sự thay đổi lớn ở NTD, nơi chịu trách nhiệm cho khả năng chống trụ của virus trước các kháng thể trung hòa. Miền RBD cũng có thay đổi, nhưng thay đổi này chỉ ảnh hưởng chút ít tới khả năng chịu đựng trước các kháng thể. Delta vẫn còn rất nhạy cảm với các kháng thể nhắm tới RBD được thử nghiệm.
Khi xem xét các biến chủng khác, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng mỗi chủng đã có các sửa chữa ở miền NTD theo các cách khác nhau. Miền RBD cũng đã bị đột biến, nhưng nhìn chung vẫn duy trì khá ổn định và có khả năng giữ được vai trò thiết yếu của nó là dính vào thụ thể ACE2.
Do đó RBD là mục tiêu tiềm năng mà các phương pháp điều trị và văcxin thế hệ mới nên nhắm tới.
“Chúng tôi sẽ không khuyên nhắm vào NTD, vì virus có thể nhanh chóng đột biến và thay đổi cấu trúc của chúng; miền này giống như một hồng tâm chuyển động”, TS. Chen nói. “Có thể sẽ hiệu quả hơn nếu nhắm tới miền RBD – để tập trung vào hệ miễn dịch trên một miền quan trọng đó hơn là trên toàn bộ protein gai”.
