Dơi quạ Australia. Ảnh: Guardian.
Nghiên cứu mới của Đại học California (UC), Berkeley phát hiện phản ứng miễn dịch mạnh của dơi đối với virus có thể thúc đẩy virus nhân lên nhanh hơn, vì vậy khi nhảy sang động vật có vú với hệ miễn dịch bình thường như con người, virus sẽ có sức phá hủy cực lớn. Một số loài dơi, bao gồm những loài được cho là nguồn ban đầu lây nhiễm sang người, có hệ miễn dịch với cơ chế tự vệ chống lại virus. Khi nhiễm virus, cơ thể các loài dơi này sẽ có phản ứng nhanh nhạy ngăn virus ở ngoài tế bào.
Cơ chế tự vệ bảo vệ dơi khỏi nguy cơ nhiễm lượng lớn virus, nhưng lại thúc đẩy virus sinh sản nhanh hơn bên trong vật chủ trước khi gặp phải phản ứng tự vệ, biến dơi thành nguồn dự trữ các loại virus sinh sản nhanh và dễ lây nhiễm. Trong khi dơi có thể chung sống với các virus kiểu này, khi virus ở dơi chuyển sang động vật không có hệ miễn dịch phản ứng nhanh, chúng sẽ nhanh chóng xâm chiếm tế bào vật chủ mới, dẫn tới tỷ lệ tử vong cao.
"Vài loài dơi không chỉ có phản ứng kháng virus cực hiệu quả mà còn cân bằng với phản ứng kháng viêm", Cara Brook, nghiên cứu sinh ở Đại học UC Berkeley, trưởng nhóm nghiên cứu cho biết. "Hệ miễn dịch của chúng ta sẽ gây ra tình trạng viêm trên diện rộng nếu sử dụng chiến thuật kháng virus tương tự. Nhưng dơi dường như có cấu tạo đặc biệt để tránh mối đe dọa từ cơ chế miễn dịch".
Nhóm nghiên cứu nhấn mạnh việc phá hủy môi trường sống của dơi gây căng thẳng cho loài vật, khiến chúng giải phóng nhiều virus hơn thông qua nước bọt, nước tiểu và phân, dẫn tới lây nhiễm sang động vật khác. Kết quả nghiên cứu được Brook và cộng sự công bố trên số tháng 2/2020 của tạp chí eLife.
"Điểm mấu chốt là dơi rất đặc biệt trong vai trò vật chủ của virus", Mike Boots, nhà sinh thái học dịch tễ kiêm giáo sư khoa sinh vật học ở UC Berkeley, thành viên nhóm nghiên cứu, nhận xét. "Không phải ngẫu nhiên khi nhiều virus bắt nguồn từ dơi. Dơi thậm chí không có họ hàng gần với chúng ta. Nhưng nghiên cứu này cho thấy cách hệ miễn dịch của dơi thúc đẩy độc lực ở virus, giúp chúng truyền sang người".
Là động vật có vú duy nhất biết bay, tốc độ trao đổi chất khi bay của dơi nhanh tới mức gấp đôi những con chuột cùng kích thước chạy trên mặt đất. Hoạt động thể chất mạnh và tốc độ trao đổi chất cao gây ra tổn thương lớn hơn ở mô do tích tụ phân tử không ổn định, chủ yếu là các gốc tự do. Nhưng để bay, dơi dường như đã phát triển cơ chế sinh lý giúp tiêu diệt hiệu quả những phân tử phá hủy tế bào, mô và các tổ chức cơ thể, bao gồm phân tử sinh ra từ chỗ viêm do bất kỳ nguyên nhân nào. Điều này có thể giúp lý giải tại sao dơi có tuổi thọ đặc biệt dài. Hệ miễn dịch của nhiều loài dơi có thể giải phóng phân tử truyền tín hiệu tên interferon-alpha, yêu cầu các tế bào khác phòng thủ kỹ càng trước khi virus xâm nhập.
Brook tò mò phản ứng miễn dịch nhanh nhạy của dơi tác động ra sao tới quá trình tiến hóa của virus trong cơ thể chúng nên tiến hành các thí nghiệm trên tế bào nuôi cấy lấy từ hai con dơi và một con khỉ. Một con dơi thuộc loài dơi quạ Ai Cập (Rousettus aegyptiacus), vật chủ tự nhiên của virus Murburg, chỉ tiết interferon khắp cơ thể khi gặp phải sự tấn công trực tiếp từ virus. Cơ chế đối phó này hơi chậm hơn một chút so với loài dơi quạ đen Australia (Pteropus alecto), nguồn dự trữ virus Henra. Dơi quạ đen chiến đấu với virus xâm nhập bằng interferon-alpha ARN, vật liệu dễ sao chép và chuyển thành protein. Trong khi đó, dòng tế bào khỉ xanh châu Phi không sản sinh interferon.
Khi gặp phải virus như Ebola và Marburg, phản ứng khác nhau của các dòng tế bào rất đáng chú ý. Trong khi tế bào khỉ xanh nhanh chóng bị virus xâm chiếm và tiêu diệt, tế bào dơi lại ngăn chặn thành công virus nhờ cảnh báo sớm từ interferon. Ở tế bào của dơi quạ đen, phản ứng miễn dịch thậm chí còn thành công hơn, sự lây nhiễm của virus chậm lại đáng kể. Nhóm tế bào sống sót có thể sinh sản, cung cấp mục tiêu mới cho virus và kéo dài tình trạng viêm nhiễm trong suốt cuộc đời dơi.
Brook và Boots tạo một mô hình đơn giản hệ miễn dịch của dơi để tái tạo thí nghiệm trên máy tính. Theo Brook, kết quả chỉ ra hệ thống interferon thực sự mạnh sẽ cho phép virus tồn tại lâu dài bên trong vật chủ. Virus có thể tăng tốc độ nhân lên mà không làm tổn thương vật chủ. Nhưng khi chúng chuyển sang các loài khác như con người, chúng ta không có cơ chế kháng virus tương tự và phải đương đầu với nhiều mầm bệnh.
Nhóm nghiên cứu nhấn mạnh nhiều virus ở dơi truyền sang người thông qua động vật trung gian. Virus SARS truyền sang người qua cầy hương, MERS qua lạc đà, Ebola qua khỉ đột và tinh tinh, vNipah qua lợn, Hendra qua ngựa và Marburg qua khỉ xanh châu Phi. Tuy nhiên, những loại virus này vẫn có độc lực và sức phá hủy cực cao khi truyền sang người. Brook và Boots đang thiết kế mô hình tiến hóa của dịch bệnh ở loài dơi nhằm hiểu rõ hơn sự lây lan của virus sang động vật khác và con người.
An Khang (Theo Phys.org)