Mời tôi một cốc trà đá!  

Chống vi-rút COVID bằng các chất tương tự nucleoside

Một năm trước, vào tháng 10 năm 2020, FDA Hoa Kỳ đã phê duyệt remdesivir: thuốc kháng vi-rút đầu tiên được chấp thuận cho COVID-19. Mặc dù nó không hiệu quả như người ta nghĩ, nhưng các loại thuốc tương tự có vẻ như chúng có thể thành công hơn. 

Bài viết sau đây sẽ giúp cho các bạn hiểu rõ hơn về vấn đề này và kiểm tra cách chúng hoạt động. Hãy giành ít thời gian để tham khảo nhé!

Đôi nét

Remdesivir là một chất tương tự nucleoside. Đây là những phân tử tương tự như các khối xây dựng tự nhiên tạo nên RNA, phân tử mà vi-rút mã hóa vật liệu di truyền của chúng.

Remdesivir hhlcs
Cấu trúc hóa học của remdesivir. Ảnh: Wikimedia Commons

Vi-rút cần sao chép RNA của chúng để tạo ra nhiều bản sao của chính chúng hơn, và enzyme mà chúng sử dụng để làm điều này được gọi là RNA polymerase. RNA polymerase là một máy sao chép phân tử tạo ra các sợi RNA bổ sung. 

Nucleoside là các đơn vị riêng lẻ trong các sợi này. Bằng cách bắt chước cấu trúc của chúng, các chất tương tự nucleoside được kết hợp vào sợi RNA đang phát triển, được sao chép.

Tuy nhiên, giống như một con ngựa thành Troy trong y học, một khi các chất tương tự nucleoside đã lừa chúng vào, chúng sẽ gây ra hỗn loạn. Chúng dừng quá trình sao chép của bộ máy RNA polymerase, ngăn nó hoàn thành chuỗi RNA đã sao chép. 

Điều này ngăn vi-rút tạo ra các bản sao của chính nó. Chính những thay đổi cấu trúc tinh vi trong các chất tương tự nucleoside là nguyên nhân gây ra sự phá hoại này.

Chất tương tự nucleoside

Remdesivir va adenosine
Cấu trúc hóa học của adenosine và remdesivir. Ảnh: The Conversation

Dùng remdesivir: về mặt cấu trúc, dạng hoạt động của nó trông rất giống với adenosine, một trong những nucleoside trong RNA. Một trong những điểm tương đồng này là mấu chốt: hai nitrogen ở trên cùng bên phải của phân tử giống hệt với adenosine, vì vậy giống như adenosine, chúng sẽ tạo liên kết hydro với uridine, một nucleoside RNA khác.

Sự khác biệt đáng kể giữa remdesivir và adenosine là nhóm cyano (-CN) được thêm vào remdesivir. Điều này ảnh hưởng đến hình dạng của phần đường trong phân tử, do đó làm biến dạng sợi RNA. Điều này làm cho RNA polymerase chỉ có thể thêm ba nucleoside nữa trước khi dừng hoạt động.

Một chất tương tự nucleoside khác, molnupiravir, có cách ngụy trang phân tử thậm chí còn xảo quyệt hơn. Dạng hoạt động của nó thực sự có hai dạng, hoặc dạng tautomers, có thể chuyển đổi giữa dạng này với dạng khác. Một loại bắt chước một nucleoside, uridine, trong khi dạng kia bắt chước một loại khác, cytidine. 

Một lần nữa, những thay đổi cấu trúc tinh tế làm cho molnupiravir khác với những nucleoside này. Không giống như remdesivir, những thay đổi cấu trúc này không trực tiếp ngăn cản quá trình tạo bản sao RNA. 

molnupiravir hhlcs
Dạng oxime trên molnupiravir bắt chước uridine, khớp với adenosine (trái), trong khi dạng tautomer khác bắt chước cytidine và khớp với guanosine (phải). Ảnh: C&EN

Nhưng vì dạng hoạt động của molnupiravir có thể xuất hiện dưới dạng hai nucleoside khác nhau nên nó gây nhầm lẫn với RNA polymerase khi nó cố gắng sao chép lại RNA đã sao chép, tạo ra các lỗi sao chép dẫn đến sự diệt vong của vi-rút.

Tiềm năng

Mặc dù là thuốc kháng vi-rút đầu tiên được chấp thuận để chống lại COVID, nhưng remdesivir đã không còn được ưa chuộng. Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) đã tuyên bố rằng không có đủ bằng chứng cho thấy remdesivir có hiệu quả chống lại SARS-CoV-2, vi-rút gây ra COVID-19. 

Kể từ tháng 11 năm 2020, họ đã khuyến cáo không nên sử dụng nó. Một phiên bản thuốc viên đang được phát triển, có thể có hiệu quả đối với những bệnh nhân trong giai đoạn đầu của bệnh.

Molnupiravir, chất tương tự nucleoside khác đang được theo đuổi như một phương pháp điều trị COVID-19, có vẻ khả quan hơn. Các thử nghiệm lâm sàng đang được tiến hành, nhưng kết quả hiện tại cho thấy nó dường như làm giảm nguy cơ nhập viện và tử vong do COVID-19. 

Một số quốc gia đã đặt hàng trước, mặc dù nó vẫn chưa được chấp thuận. Mặc dù một số lo ngại về an toàn đã được nêu ra và dữ liệu an toàn vẫn chưa được công bố, nhưng thuốc đã vượt qua các thử nghiệm an toàn ở giai đoạn 1.

Các chất tương tự nucleoside không phải là loại thuốc điều trị COVID duy nhất đang được phát triển: các loại thuốc ức chế protease cũng cho thấy nhiều hứa hẹn. Các loại thuốc này liên kết với enzym protease của vi-rút và ngăn vi-rút tự sao chép. PF-07321332 của Pfizer là một ví dụ hiện đang trong quá trình thử nghiệm lâm sàng.

Giống như vắc-xin, những loại thuốc kháng vi-rút này sẽ không loại bỏ được COVID. Nhưng chúng hy vọng sẽ giúp chúng ta giảm thiểu số ca nhập viện và tử vong vì căn bệnh này. Với nhiều quốc gia hiện đang theo đuổi kế hoạch ‘học cách sống chung với vi-rút‘, điều này sẽ là điều cần thiết để giảm số lượng ca tử vong có thể phòng ngừa được.

Bài viết đến đây là hết rồi. Hi vọng sẽ giúp ích cho các bạn phần nào trong tương lai. Lần sau nếu có ai hỏi về chủ đề này thì hãy nhớ về hóa học đằng sau chúng nhé!

Tham khảo Compound Interest.

Chia sẻ:
 
HHLCS

Tôi là người đam mê Hóa học và muốn chia sẻ những kiến thức này cho những người cùng sở thích, đam mê. Tôi chủ yếu xuất bản về các chủ đề liên quan đến hóa học trong cuộc sống hằng ngày.