Những khác biệt trong phản ứng miễn dịch ở bệnh nhân COVID-19

Các nhà nghiên cứu đến từ Viện Wellcome Sanger, Đại học Newcastle, Đại học London, Đại học Cambridge, Viện Tin sinh học của Phòng thí nghiệm Sinh học Phân tử Châu Âu (EMBL-EBI) cùng các cộng sự đã lần đầu tiên phát hiện ra có sự gia tăng của một số tế bào miễn dịch đặc hiệu ở những người nhiễm SARS-CoV-2 không biểu hiện triệu chứng. Đồng thời họ cũng chỉ ra rằng, ở những người có triệu chứng nặng hơn, các tế bào miễn dịch bảo vệ này mất đi, trong khi các tế bào gây viêm lại tăng lên.

Những thông tin thu được từ quá trình giải trình tự tế bào đơn
Để tìm hiểu sự khác biệt giữa các phản ứng của tế bào miễn dịch khi cơ thể bị nhiễm virus, các nhà nghiên cứu đã phân tích những mẫu máu của 130 người mắc COVID-19 ở ba thành phố khác nhau – Newcastle, Cambridge, và London, với mức độ từ không có triệu chứng đến rất nghiêm trọng. Nhóm nghiên cứu này đã tiến hành giải trình tự tế bào đơn trên gần 800.000 tế bào miễn dịch riêng lẻ, đồng thời phân tích chi tiết các protein trên bề mặt tế bào và các thụ thể kháng nguyên được tìm thấy trên các tế bào miễn dịch ở trong máu. Họ đã nhận thấy có những khác biệt trên nhiều loại tế bào miễn dịch có liên quan đến phản ứng của cơ thể đối với COVID-19.

John Marioni – Trưởng bộ phận nghiên cứu tại EMBL-EBI và Trưởng nhóm tại Viện Nghiên cứu ung thư Vương Quốc Anh cho biết kết quả của nghiên cứu này được xem như là một bản phác thảo toàn diện nhất, giúp chúng ta hiểu rõ hơn về những phản ứng miễn dịch với COVID-19 ở những cá thể khác nhau.

Các phản ứng miễn dịch khác nhau
Ở những bệnh nhân không có triệu chứng, nhóm nghiên cứu nhận thấy có sự gia tăng của tế bào lympho B tiết kháng thể trong các khu vực tiết dịch nhầy, chẳng hạn như mũi. Những kháng thể này có thể là một trong những tuyến phòng thủ đầu tiên của cơ thể để chống lại COVID-19. Tuy nhiên, các tế bào lympho B bảo vệ này lại bị thiếu hụt ở những bệnh nhân xuất hiện triệu chứng nặng, điều này đã cho thấy tầm quan trọng của phản ứng miễn dịch của các kháng thể được sản xuất ở mũi và các nơi tiết dịch nhầy khác.

Trong khi những bệnh nhân với triệu chứng từ nhẹ đến trung bình có lượng tế bào B và tế bào T hỗ trợ (helper T-cells) cao, giúp chống lại sự nhiễm trùng, thì nhóm nghiên cứu đã phát hiện thấy những người có các triệu chứng nghiêm trọng bị mất một lượng lớn các tế bào miễn dịch, có nghĩa là hệ thống miễn dịch đã suy yếu ở những bệnh nhân có mức độ nặng.

Trái ngược với sự thiếu hụt các tế bào bảo vệ trên, ở những bệnh nhân mức độ nặng phải nhập viện lại có sự gia tăng không kiểm soát bạch cầu đơn nhân và tế bào T (killer T-cells), và điều này có thể dẫn đến viêm phổi. Ngoài ra, các tế bào sản xuất tiểu cầu cũng tăng lên, gây nên tình trạng đông máu.

(Minh họa về 01 chuỗi đáp ứng miễn dịch)

Các đích trị liệu tiềm năng
Giáo sư Menna Clatworthy, tác giả chính của nghiên cứu cho biết: “Đây là một trong những nghiên cứu chi tiết nhất về các phản ứng miễn dịch trong COVID-19 cho đến nay và bắt đầu giúp chúng tôi hiểu tại sao một số người bộc lộ rõ triệu chứng bệnh trong khi những người khác thì không. Những kiến thức mới này sẽ giúp xác định các mục tiêu cụ thể để điều trị cho những bệnh nhân mắc bệnh COVID-19. ”

John Marioni cho biết thêm: “Dự án hợp tác quy mô lớn này đã tập hợp được các nhà miễn dịch học, y học và nhà sinh học tính toán ở nhiều khu vực khác nhau. Và kết quả thu được đã cho thấy cách mà nền khoa học đang thay đổi và sự hợp tác liên ngành sẽ đem lại nhiều kết quả tích cực trong tương lai.”

Giải trình tự tế bào đơn là gì?
Giải trình tự RNA đơn bào (scRNA-seq) là một công nghệ phổ biến và rất hiệu quả, cho phép các nhà nghiên cứu phân lập toàn bộ hệ phiên mã của rất nhiều tế bào riêng lẻ, từ đó có thể biết được những gene nào đang hoạt động. Giải trình tự tế bào đơn sẽ giúp các nhà khoa học quan sát được những sự khác biệt của tế bào ở mức độ phân giải cao hơn và giúp họ hiểu rõ hơn về chức năng của từng tế bào trong môi trường vi mô của nó. Để phân tích một khối lượng lớn dữ liệu thu được từ các thí nghiệm này đòi hỏi các phương pháp thống kê và tính toán chuyên biệt.