Vi khuẩn lao có thể 'giả chết' để tồn tại trong phản ứng miễn dịch

Vắc-xin này bảo vệ hơn 100 triệu trẻ sơ sinh mỗi năm khỏi các dạng bệnh lao nặng (TB), bao gồm cả chứng phù não gây tử vong có thể phát triển ở trẻ sơ sinh. Tuy nhiên, loại vắc-xin này không ngăn ngừa được dạng bệnh lao phổ biến hơn ở người lớn, tấn công phổi. Điều này khiến căn bệnh này vẫn là căn bệnh truyền nhiễm nguy hiểm nhất thế giới, cướp đi sinh mạng của 1,25 triệu người mỗi năm.

Theo hầu hết các nghiên cứu, vắc-xin phòng lao hiện tại tạo ra phản ứng miễn dịch mạnh mẽ. Tuy nhiên, các biện pháp miễn dịch tiêu chuẩn không thể dự đoán được khả năng bảo vệ ở người lớn. Vì vậy, các nhà khoa học tại Trường Thú y Cummings thuộc Đại học Tufts, Đại học Utah, Trường Y tế Công cộng Harvard TH Chan và Đại học Texas A&M đã áp dụng một phương pháp mới — họ nghiên cứu cách vi khuẩn lao lẩn tránh hệ thống miễn dịch vốn đã sẵn sàng tiêu diệt nó.

Nghiên cứu di truyền của họ trên chuột, mới được công bố trên npj Vaccines, cho thấy vi khuẩn lao về cơ bản có thể "giả chết" để tồn tại sau phản ứng miễn dịch.

Bệnh lao còn được biết đến với tên gọi lịch sử là bệnh lao phổi, một thuật ngữ phản ánh sự tiến triển chậm chạp, suy nhược và thường gây tử vong của căn bệnh này.

Tiến sĩ Amanda Martino, Phó Giáo sư tại Trường Thú y Cummings và là đồng tác giả của nghiên cứu, cho biết: "Cần phải có biện pháp phòng ngừa tốt hơn vì chỉ điều trị thôi sẽ không ngăn chặn được sự lây lan của bệnh lao. Khi thuốc điều trị lao ra đời cách đây hơn 60 năm, số ca mắc bệnh đã giảm đáng kể trên toàn thế giới. Tuy nhiên, bệnh lao đã quay trở lại cùng với đại dịch HIV và ngày càng kháng thuốc kháng sinh truyền thống. Hiện nay, chỉ có một vài loại thuốc mới có thể điều trị bệnh lao kháng thuốc, khiến việc chữa khỏi bệnh trở nên khó khăn hơn nhiều."

Không giống như các bệnh đường hô hấp khác như cúm hoặc COVID-19, vốn do virus gây ra và cần được tiêm vắc-xin thường xuyên do chúng thường xuyên đột biến, bệnh lao do một loại vi khuẩn rất ổn định về mặt di truyền, Mycobacterium tuberculosis, gây ra. Về lý thuyết, điều này có nghĩa là bệnh này có thể dễ dàng phòng ngừa bằng vắc-xin.

Trong nghiên cứu của mình, nhóm nghiên cứu đã sử dụng một kỹ thuật gọi là giải trình tự chèn transposon (TnSeq) để xác định gen nào mà vi khuẩn cần để tồn tại trong bốn nhóm chuột.

• Nhóm đầu tiên được tiêm vắc-xin hiện có (được phát triển cách đây hơn 100 năm từ một chủng vi khuẩn lao ở bò).
• Người thứ hai được tiêm vắc-xin thử nghiệm dựa trên chủng vi khuẩn lao ở người, các nghiên cứu tiền lâm sàng cho thấy vắc-xin này có thể tạo ra phản ứng miễn dịch mạnh hơn.
• Nhóm thứ ba trước đó đã bị nhiễm bệnh lao và sau đó được điều trị bằng thuốc kháng sinh.
• Nhóm thứ tư (nhóm đối chứng) chưa bao giờ tiếp xúc với vắc-xin hoặc nhiễm trùng.

Các nhà khoa học kỳ vọng sẽ tìm thấy những gen chủ chốt mà vi khuẩn sử dụng để tồn tại trong vật chủ đã được tiêm vắc-xin, và quả thực họ đã tìm thấy một số mục tiêu tiềm năng cho vắc-xin trong tương lai. Nhưng điều bất ngờ lớn nhất là những gen mà vi khuẩn không cần sau khi tiêm vắc-xin hoặc sau khi nhiễm bệnh.

Martino cho biết: “Chúng tôi đặc biệt ngạc nhiên khi một số gen thường quan trọng để vi khuẩn phát triển nhanh và gây nhiễm trùng lao nghiêm trọng lại không cần thiết khi vi khuẩn lây nhiễm vào cơ thể có phản ứng miễn dịch từ trước - dù là do tiêm chủng hay nhiễm trùng trước đó”.

Thay vào đó, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng vi khuẩn lao thay đổi chiến lược, dựa vào các gen khác giúp chúng đối phó với căng thẳng và "đóng băng" trong môi trường bất lợi.

Allison Carey, phó giáo sư tại Đại học Utah và đồng tác giả của nghiên cứu, giải thích: "Chúng tôi nghi ngờ rằng vi khuẩn đang 'ẩn náu', im lặng cho đến khi phản ứng miễn dịch bị suy yếu - có thể là do hiệu quả của vắc-xin, HIV hoặc các yếu tố khác".

Những phát hiện này có thể giúp các nhà khoa học tạo ra các loại thuốc có thể sử dụng cùng với vắc-xin để giúp hệ thống miễn dịch "đuổi" bệnh lao ra khỏi nơi ẩn náu.

Nhóm nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng các loại vắc-xin khác nhau, hoặc cách tiêm chủng, sẽ thay đổi các gen mà vi khuẩn lao cần để tồn tại. Điều này cho thấy các loại vắc-xin khác nhau gây áp lực khác nhau lên vi khuẩn, và mở đường cho các kết hợp vắc-xin-tăng cường mới, hiệu quả hơn.

“Vi khuẩn này thích nghi cực kỳ tốt để tồn tại trong hệ miễn dịch,” Martino nói. “Nó đã lây nhiễm cho con người từ thời Ai Cập cổ đại. Cần thêm nhiều nghiên cứu nữa để cuối cùng có thể đánh bại bệnh lao và kiểm soát được tình trạng khẩn cấp toàn cầu này.”