Vì sao có rất nhiều thuốc diệt vi trùng nhưng rất ít thuốc diệt virus?

Vào thời gian cuối của cuộc Chiến tranh thế giới lần thứ 2, việc sản xuất đại trà một loại thuốc kháng sinh mới được tìm ra là penicillin đã cứu sống rất nhiều thương binh bị nhiễm trùng vết thương.

Kể từ đó, penicillin và nhiều thuốc kháng sinh khác đã điều trị thành công cho rất nhiều ca nhiễm trùng các loại.

Nhưng thuốc kháng sinh không chống được virus mà chỉ có thuốc kháng virus mới làm được việc này. Từ khi đại dịch covid-19 bùng phát, các nhà nghiên cứu và các công ty dược phẩm ngày đêm nỗ lực nhằm tìm ra một loại thuốc kháng virus để điều trị căn bệnh.

Vậy tại sao lại có ít thuốc kháng virus như vậy? Câu trả lời chung quy vẫn là về mặt sinh học, cụ thể là virus sử dụng chính tế bào của chúng ta để sinh sôi phát triển. Vì thế rất khó để diệt được virus mà không diệt cả tế bào của chúng ta.

Tận dụng điểm khác biệt giữa con người và vi trùng

Những khác biệt giữa tế bào vi trùng và tế bào người là chìa khóa để thuốc kháng sinh có tác dụng.

Remdesivir là một thuốc kháng virus mà các nhà nghiên cứu đang thử nghiệm điều trị covid-19, nhưng cho đến nay, kết quả vẫn còn lẫn lộn, chưa rõ ràng.

Vi trùng là những dạng sống độc lập, chúng có thể sống mà không cần xâm nhập một bộ phận nào bên trong cơ thể vật chủ. Chúng tương tự như tế bào của chúng ta, nhưng cũng có nhiều đặc điểm khác với chúng ta.

Ví dụ, thuốc penicillin có tác dụng vì thuốc này can thiệp vào việc hình thành vách tế bào của vi trùng. Các vách tế bào được tạo ra bởi một polymer gọi là peptidoglycan. Tế bào con người không có vách hay bất cứ peptidoglycan nào. Vì thế thuốc kháng sinh ngăn chặn vi trùng tạo peptidoglycan có thể vô hiệu hóa vi trùng mà không làm tổn hại đến người dùng thuốc, hay có thể hiểu là thuốc kháng sinh gây độc có chọn lọc.

Virus sử dụng chính tế bào của chúng ta để nhân bản

Không giống như vi trùng, virus không thể tự nhân bản bên ngoài một tế bào vật chủ. Hiện nay các nhà khoa học vẫn đang tranh luận về việc chúng có thực sự là một sinh vật sống hay không.

Để nhân bản, virus xâm nhập vào một tế bào vật chủ và cướp lấy quyền điều khiển tế bào. Một khi đã chui được vào trong tế bào, một số loại virus ngủ yên, một số khác nhân bản từ từ và thoát ra khỏi tế bào qua một quá trình dài, một số khác nữa thì nhân bản với số lượng quá nhiều làm tế bào vật chủ bị phá vỡ và chết. Các hạt virus mới hình thành sẽ phân tán và nhiễm vào các tế bào vật chủ mới.

Một cách điều trị kháng virus can thiệp vào chu trình “sống” của virus có thể đạt được thành công. Vấn đề là nếu cách điều trị này nhằm vào quá trình nhân bản, mà quá trình này cũng quan trọng đối với tế bào vật chủ, thì cách này không chỉ gây độc cho virus mà độc cho cả tế bào vật chủ. Tiêu diệt virus là việc dễ, nhưng giữ cho tế bào vật chủ sống mới là khó.

Thuốc kháng virus thành công là thuốc phá vỡ quy trình hoạt động hoặc cấu trúc của riêng virus, bằng cách đó thuốc ngăn chặn virus nhân bản mà giảm thiểu thiệt hại cho người bệnh. Virus càng phụ thuộc vào vật chủ thì càng có ít mục tiêu để thuốc kháng virus nhắm đến, khiến cho việc tiêu diệt virus trở nên khó hơn. Khó khăn nằm ở chỗ hầu hết các virus chỉ có rất ít các điểm khác biệt duy nhất để thuốc có thể nhắm đến làm mục tiêu.

Một vấn đề nữa là các loại virus khác nhau rất nhiều, chứ không như vi trùng. Tất cả các loại vi trùng đều có bộ gen DNA sợi kép và nhân bản độc lập bằng cách phát triển lớn dần rồi chia tách thành 2, tương tự như tế bào của người. Còn giữa các loại virus thì sự khác biệt vô cùng lớn và đa dạng. Một số virus có bộ gen DNA, nhưng một số khác thì có bộ gen RNA, một số có gen sợi đơn, số khác lại là sợi kép. Điều này khiến cho việc tạo ra một loại thuốc kháng virus phổ rộng để tiêu diệt được nhiều loại virus trên thực tế là không thể làm được.

Những câu chuyện “chiến đấu” thành công với virus

Mặc dù có rất nhiều khó khăn, nhưng giữa con người và virus rõ ràng có nhiều điểm khác biệt, và tận dụng những khác biệt này đã đem lại một số thành công. Một ví dụ là trường hợp virus influenza A, một dạng virus cúm. Influenza A lừa được tế bào con người để xâm nhập vào bên trong. Một khi đã vào trong tế bào, virus này cần “cởi bỏ xiêm y”, tức là bỏ đi lớp vỏ của nó để giải phóng được RNA của nó vào tế bào.

Có một protein của virus được gọi là protein matrix-2, đây là chìa khóa cho quá trình phá bỏ lớp vỏ của virus, tạo điều kiện cho việc giải phóng RNA khỏi hạt virus. Một khi RNA của virus được giải phóng vào tế bào vật chủ, RNA đó sẽ được vận chuyển đến nhân tế bào để bắt đầu quá trình virus nhân bản.

Nhưng nếu một loại thuốc làm tắc nghẽn hay ngăn chặn protein matrix-2, thì RNA của virus không thể thoát ra khỏi hạt virus để tiến vào nhân tế bào, vì thế nó không thể nhân bản được. Do đó, quá trình lây nhiễm bị gián đoạn. Amantadine và rimantadine là những thuốc kháng virus thành công ngay từ rất sớm khi nhắm vào đối tượng tác động là protein matrix-2.

Các loại thuốc mới cũng thành công trong điều trị cho bệnh nhân nhiễm influenza A hoặc B là thuốc zanamivir (tên biệt dược là Relenza) và oseltamivir (tên biệt được là Tamiflu). Hai thuốc này có tác dụng bằng cách vô hiệu hóa enzyme chính của virus, ngăn cản virus tự giải phóng trong tế bào, làm chậm sự lây lan từ tế bào này sang tế bào khác bên trong cơ thể vật chủ, và giảm thiểu thiệt hại do việc nhiễm virus gây ra cho người bệnh.

Chúng ta cần tìm ra được cái gì là điểm khác biệt của virus corona mới

Tamiflu là một thuốc kháng virus thành công trong việc làm chậm sự lây lan của influenza ở người. Cho đến nay, chúng ta chưa có thuốc kháng virus nào hiệu quả cho Covid-19.

Có được một vắc xin cho Covid-19 là điều khó khăn. Vì thế, thử nghiệm các thuốc kháng virus để tìm ra một loại có thể điều trị hiệu quả căn bệnh này vẫn là một mục tiêu quan trọng.

Phần nhiều việc này sẽ phụ thuộc vào hiểu biết về sự phức tạp của virus này và cách nó tương tác với tế bào con người. Nếu các nhà nghiên cứu có thể xác định các đặc điểm duy nhất của virus này trong cách nó sống sót và nhân bản thì có thể tận dụng những điểm yếu này của nó để tạo ra được một loại thuốc điều trị hiệu quả.