ĐẶT VẤN ĐỀ Hội chứng hô hấp cấp tính (COVID-19) do virus SARS-CoV-2 gây ra trong những năm gần đây đã trở thành một đại dịch lớn ảnh hưởng đến toàn cầu. Hội chứng này lần đầu được phát hiện ở Vũ Hán vào cuối tháng 12 năm 2019 do một loại Coronavirus mới gây ra. Theo thống kê của tổ chức y tế thế giới (WHO) cho đến ngày 1 tháng 4 năm 2022 đã có khoảng 487 triệu người xác nhận nhiễm COVID-19 và đã có hơn 6,1 triệu trường hợp tử vong. Tại Việt Nam cho đến ngày 5 tháng 4 năm 2022 đã có gần 10 triệu ca nhiễm và hơn 42 nghìn ca tử vong.
Trong suốt ba năm nay việc đẩy nhanh nghiên cứu và sản xuất Vaccine SARS-CoV-2 đã đạt được nhiều kết quả tốt. Nhiều loại vaccine đã được ra đời giúp cơ thể phát triển khả năng miễn dịch chống lại virus SARS-CoV-2 mà không cần nhiễm bệnh, từ đó giảm nhẹ các triệu chứng khi mắc bệnh, giảm số ca trở nặng cũng như tỷ lệ tử vong. Số liệu thống kê vào ngày 22 tháng 3 năm 2022 Việt Nam đã có 82,1% dân số tiêm ít nhất 1 liều; 79,9% dân số đã tiêm đủ liều và có 46,7% đã tiêm mũi tăng cường. SARS-CoV-2 lây truyền qua các giọt bắn và các giọt có chứa virus.
Những bệnh nhân có triệu chứng và không có triệu chứng là nguồn lây nhiễm chính. Virus cũng có thể lây lan qua tiếp xúc gián tiếp khi chạm vào mắt mũi hoặc miệng bằng tay có virus trên đó. Các biểu hiện COVID-19 ở người được mô tả là kết hợp nhiều hệ thống cơ thể với mức độ khởi phát và mức độ nghiệm trọng khác nhau. Các triệu chứng phổ biến nhất là sốt và ho.
COVID-19 được chia thành ba cấp độ tùy theo mức độ bệnh: nhẹ, nặng và nguy kịch. Ngoài bệnh về hô hấp, COVID-19 có thể gây tổn thương nhiều cơ quan như: tổn thương cơ tim, biến chứng loạn nhịp tim, các biến chứng thần kinh, các triệu chứng tiêu hóa, tổn thương gan, biến chứng tăng đông máu, suy đa chức năng cơ quan… đã được báo cáo. Người cao tuổi và bệnh nhân mắc các bệnh nền là nhóm người có nguy cơ có tiên lượng xấu hơn [69]. Mặc dù hiện nay đã có nhiều loại vaccine được phát triển và sử dụng nhưng các triệu chứng biểu hiện khi bị bệnh cũng như các triệu chứng kéo dài sau khi mắc bệnh vẫn gây ảnh hưởng rất nhiều đến người bệnh.
Do đó việc phát triển các loại thuốc điều trị nhiễm virus SARS-CoV-2 là điều rất cần thiết. Tuy nhiên, việc phát triển thuốc mới tốn rất nhiều thời gian cũng như chi phí. Các mô hình in silico giúp tiết kiệm cả thời gian cũng như chi phí so với các mô hình thực nghiệm. Vì vậy việc sử dụng in silico rất có ích trong việc nghiên cứu thuốc điều trị COVID-19, giúp đẩy nhanh khả năng nghiên cứu một thuốc ra thị trường.
1 Men chuyển angiotensin 2 (ACE2) của tế bào chủ là thụ thể quan trọng để virus SARS-CoV-2 xâm nhập vào cơ thể thông qua việc tạo liên kết với spike protein. Sau khi vào cơ thể RNA sẽ được dịch mã tạo ra các protein sao chép của virus, các protein này được phân cắt thông qua các protease của vật chủ và virus. Main protease là một trong số các protease có vai trò quan trọng giúp phân cắt các polyprotein thành các protein phi cấu trúc. Đặc biệt là nsp12 hay còn được gọi là RNA polymerase phụ thuộc RNA (RdRp).
Đây là một enzyme quan trọng đối với vòng đời RNA của virus vì nó tham gia vào quá trình phiên mã và dịch mã của bộ gen SARS-CoV-2. Do đó ACE2, Spike protein, Main protease và RdRp đã trở thành mục tiêu nghiên cứu tiềm năng các thuốc để điều trị COVID-19 [63]. Trên cơ sở đó đề tài “Nghiên cứu tác dụng ức chế các đích phân tử virus SARS-CoV-2 của các hợp chất có trong cây Cam thảo (Glycyrrhiza glabra L.)” được tiến hành với hai mục tiêu chính: Sàng lọc các hợp chất có trong cây cam thảo (Glycyrrhiza glabra L.) có tác dụng ức chế các đích phân tử của virus SARS-CoV-2 bao gồm: Men chuyển angiotensin 2, Spike protein, Main protease và RNA polymerase phụ thuộc RNA. Phân tích các đặc điểm giống thuốc và tính toán các thông số dược động học và độc tính của các hợp chất tốt nhất thu được sau sàng lọc.1 Tổng quan về bệnh COVID-19 1.1 Tổng quan về virus SARS-CoV-2 Hội chứng hô hấp cấp tính (COVID-19) do virus SARS-CoV-2 gây ra.
Đây là virus RNA sợi dương thuộc họ Coronaviridae, phân họ Coronavirinae và bộ Nidovirales [16]. Cấu tạo của SARS-CoV-2 gồm một RNA sợi đơn dương. RNA của SARS-CoV-2 có độ dài khoảng 29.9 kb, đây là virus có bộ gen lớn nhất trong các loài virus RNA. Bộ gen bao gồm các vùng 5’UTR, khung đọc mở và cuối cùng là đuôi poly A.
Hai phần đầu của cấu trúc bộ gen là các khung đọc mở mã hóa cho mười sáu protein phi cấu trúc. Phần cuối của bộ gen mã hóa các protein cấu trúc gồm protein gai, protein vỏ, protein màng, protein nucleocapsid. RNA được bao ngoài bởi một lớp capsid được tạo thành từ protein nucleocapsid. Bao ngoài lớp capsid này là một lớp bao khác được liên kết bởi ba protein cấu trúc: protein màng, protein gai và protein vỏ [69].
Quá trình xâm nhập vào cơ thể người của SARS-CoV-2 thông qua hai cơ chế là cơ chế hòa màng hoặc cơ chế thực bào trong đó cơ chế hòa màng là cơ chế chính giúp SARS-CoV-2 xâm nhập vào cơ thể. Protein spike có trên bề mặt tế bào chính là chìa khóa giúp virus xâm nhập vào tế bào thông qua thụ thể enzyme chuyển đổi angiotensin 2. Sau khi spike protein liên kết với thụ thể ACE2 trên bề mặt tế bào, spike protein sẽ thay đổi hình dạng, cấu trúc không gian và làm lộ ra vị trí cắt S1/S2. Lúc này TMPRSS2 – một serine protease trên màng tế bào chủ sẽ cắt protein S thành 2 tiểu đơn vị S1 và S2.
Các peptid dung hợp có trên tiểu đơn vị S2 sẽ giúp hòa màng virus và màng của tế bào vật chủ và giải phóng bộ gen virus vào tế bào. Ngoài ra SARS-CoV-2 còn xâm nhập vào tế bào vật chủ thông qua con đường thực bào. Khi không có sự hiện diện của các protease ngoại bào và protease màng, virus không thể hòa màng của chúng và màng tế bào chủ với nhau, chúng đi vào tế bào chất bằng các bong bóng làm bằng tế bào chủ (endosome). Trong endosome, cathepsin L một loại enzyme hoạt động ở pH thấp có trong tế bào chủ đã phân cắt protein S tại vị trí S2’ và quá trình hòa màng diễn ra từ đó giúp giải phóng bộ gen của virus vào tế bào vật chủ.
Sau khi RNA của virus được giải phóng chúng sẽ sử dụng ribosome của cơ thể vật chủ để dịch mã thành các protein sao chép. Khung đọc mở 1a và 1b được dịch mã thành các polyprotein. Các polyprotein này sau đó được phân cắt nhờ các protease của tế bào vật chủ và virus thành các protein phi cấu trúc, bao gồm RNA polymerase phụ thuộc RNA và helicase, để xúc tác sự sao chép bộ gen của virus và tổng hợp 3 protein. ORFs còn lại mã hóa cho các protein phụ và cấu trúc.
Sau khi lắp ráp thêm, các virion trưởng thành được vận chuyển đến bề mặt tế bào trong các túi và được giải phóng bằng quá trình xuất bào [51, 63].2 Triệu chứng và chẩn đoán nhiễm COVID-19 Theo tổ chức y tế thế giới (WHO), các triệu chứng của COVID-19 rất đa dạng. Những trường hợp nhẹ thường bị sốt, ho, mệt mỏi. Trường hợp trung bình có thể khó thở hoặc viêm phổi nhẹ. Trong khi trường hợp nặng có thể bị viêm phổi nặng, suy các cơ quan khác và có thể tử vong.
Những người từ 60 tuổi trở lên, người mang thai và những người có các vấn đề y tế tiềm ẩn như huyết áp, các vấn đề về tim phổi, tiểu đường, béo phì hoặc ung thư có nguy cơ mắc bệnh nặng cao hơn. Tuy nhiên, bất kỳ ai cũng có thể bị bệnh COVID-19 và trở thành bệnh nặng hoặc tử vong ở mọi lứa tuổi [50]. Để xác định virus SARS-CoV-2 có thể thực hiện qua ba phương pháp: nuôi cấy virus, xét nghiệm miễn dịch học và thử nghiệm kiểm tra acid nucleic. Việc nuôi cấy virus SARS-CoV-2 rất hữu ích để phân lập và xác định đặc tính của virus; nhưng về cơ bản, việc nuôi cấy tế bào để phân lập virus không được khuyến khích cho mục đích chẩn đoán.
Xét nghiệm miễn dịch học bao gồm xét nghiệm kháng nguyên và kháng thể. Việc xét nghiệm kháng thể thường không được sử dụng trong chẩn đoán nhiễm COVID-19 mà thường được dùng để đánh giá khả năng đáp ứng miễn dịch của những người đã từng nhiễm SARS-CoV-2 hoặc đã được tiêm vaccine. Đối với xét nghiệm kháng nguyên, đây là xét nghiệm miễn dịch phát hiện sự hiện diện của một kháng nguyên virus cụ thể, cho biết được tình trạng nhiễm virus hiện tại. Các xét nghiệm kháng nguyên cho kết quả nhanh chóng và có thể dễ thực hiện tại điểm y tế hoặc tại nhà, tuy nhiên xét nghiệm kháng nguyên thường kém nhạy hơn so với thử nghiệm kiểm tra acid nucleic.
Xét nghiệm acid nucleic có thể kiểm tra sự xuất hiện của vật chất di truyền của virus với lượng rất nhỏ thông qua việc khuếch đại, tạo ra nhiều bản sao của vật chất di truyền. Việc kiểm tra khuếch đại acid nucleic có thể sử dụng nhiều phương pháp khác nhau như: RT-PCR hoặc khuếch đại đẳng nhiệt [6, 28].3 Vaccine và thuốc được sử dụng trong điều trị COVID-19 Veklury (remdesivir) là thuốc kháng virus đầu tiên được FDA chấp thuận vào ngày 22 tháng 10 năm 2020. Thuốc được sử dụng cho bệnh nhân người lớn, trẻ em từ 12 tuổi trở lên và nặng ít nhất 40kg để điều trị COVID-19 cần nhập viện. Đối với 4 nhóm đối tượng bệnh nhi nhập viện có cân nặng từ 3,5 đến dưới 40kg hoặc bệnh nhi dưới 12 tuổi nặng ít nhất 3,5kg tính an toàn và hiệu quả của thuốc vẫn đang được đánh giá [44].
Remdesivir là một tiền chất tương tự adenosine nucleotide được dùng theo đường tĩnh mạch. Sau khi vào cơ thể thuốc được chuyển thành chất chuyển hóa nucleoside triphosphate có hoạt tính được tích hợp vào chuỗi RNA của virus mới sinh trong tế bào vật chủ. Thuốc làm chấm dứt quá trình tổng hợp RNA của virus bằng cách ức chế enzyme RNA polymerase phụ thuộc RNA [22]. Kháng thể đơn dòng cũng được nhiều nhà khoa học nghiên cứu để điều trị SARS-CoV-2.