Bằng kỹ thuật chỉnh sửa gene CRISPR-Cas9, các nhà khoa học đã giải mã cách giết người bí ẩn của nấm mũ tử thần.
Nấm mũ tử thần (Amanita phalloides) đã được mệnh danh là "kẻ giết các vị vua" trong nhiều thế kỷ, và là nguyên nhân của 90% số ca tử vong do ngộ độc nấm ngày nay. Dù vậy, cơ chế hoạt động của độc tố trong nấm vẫn là bí ẩn. Bây giờ, bằng công nghệ chỉnh sửa gene CRISPR-Cas9, các nhà khoa học đã tìm ra cơ chế hoạt động và thuốc giải cho loại nấm chết người này.
Cao khoảng 15 cm, với phần "mũ" màu nâu vàng hoặc xanh vàng, nấm mũ tử thần trông không có vẻ gì là nguy hiểm. Thậm chí, nó có hương vị khá ngon, theo lời kể của những người vô tình ăn phải và sống sót. Nhưng sau khi ăn, chất độc sẽ gây nôn mửa, co giật, tổn thương gan nghiêm trọng và tử vong.
Nấm mũ tử thần là nguyên nhân gây ra phần lớn các ca tử vong do ngộ độc nấm mỗi năm. (Ảnh: Shutterstock).
Kẻ giết các vị vua
Hoàng đế La Mã Claudius được cho là đã chết vì ăn loại nấm này vào năm 54 sau Công nguyên, và Hoàng đế La Mã Charles VI chịu số phận tương tự vào năm 1740. Ngày nay, mỗi năm có hàng trăm người chết vì ăn phải nấm độc, và nấm mũ tử thần là nguyên nhân của 90% số ca tử vong.
"Độc tố α-amanitin trong nấm mũ tử thần là một trong những hợp chất nguy hiểm nhất trong tự nhiên", Helge Bode, nhà hóa học tại Viện Vi sinh vật trên cạn Max Planck (Đức), cho biết.
Cho đến gần đây, các nhà nghiên cứu mới tìm ra con đường sinh hóa ở người mà α-amanitin dùng để xâm nhập vào tế bào. Và thuốc giải độc, một chất hóa học có tên indocyanine green, làm gián đoạn con đường này, theo nghiên cứu đăng trên Nature Communications ngày 16/5.
Trông có vẻ vô hại nhưng nấm mũ tử thần là một trong những loại nấm nguy hiểm nhất trong tự nhiên. (Ảnh: Nick Upton/NaturePL).
Đây là phát hiện của Qiaoping Wang và Guohui Wan, 2 nhà nghiên cứu thuốc tại Đại học quốc lập Trung Sơn (Trung Quốc). Đầu tiên, họ sử dụng công nghệ chỉnh sửa gene CRISPR-Cas9 để tạo ra một nhóm tế bào người, mỗi tế bào có một đột biến ở một gene khác nhau. Sau đó, họ kiểm tra những đột biến nào giúp các tế bào sống sót khi tiếp xúc với α-amanitin.
Thuốc giải đến từ Kodak
Quy trình sàng lọc này tiết lộ rằng các tế bào thiếu enzyme STT3B có thể tồn tại khi tiếp xúc với α-amanitin. STT3B là một phần của con đường sinh hóa bổ sung các phân tử đường vào protein. Làm gián đoạn con đường này bằng cách nào đó đã ngăn chặn α-amanitin xâm nhập vào tế bào, ngăn hoàn toàn khả năng tàn phá của độc tố.
Tiếp theo, họ sàng lọc khoảng 3.200 hợp chất hóa học, tìm kiếm một hợp chất có thể ngăn chặn hoạt động của STT3B. Trong số các hợp chất này, họ phát hiện indocyanine green, một loại thuốc nhuộm được phát triển bởi công ty nhiếp ảnh Kodak vào những năm 1950. Chất này được sử dụng trong chụp ảnh y tế, chẳng hạn như để chụp các mạch máu trong mắt và lưu lượng máu trong gan. Chỉ có khoảng 50% số chuột được điều trị bằng indocyanine green chết do ngộ độc α-amanitin, so với 90% số chuột không được điều trị.
Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Mỹ và Cơ quan Dược phẩm châu Âu đều đã phê duyệt indocyanine green để sử dụng trong chụp ảnh y tế. Hóa chất này được biết là an toàn ở một liều lượng nhất định, vì vậy Wang và Wan hy vọng rằng họ có thể sớm bắt đầu thử nghiệm trên người.
Tuy nhiên, ngay cả khi có thuốc điều trị, việc giải độc nấm mũ tử thần trong thực tế vẫn sẽ khó khăn. Các nhà nghiên cứu đã điều trị cho chuột bằng indocyanine green bắt đầu từ 4 giờ sau khi tiếp xúc với α-amanitin, nhưng hầu hết người ăn phải nấm mũ tử thần đến bệnh viện trong vòng 24-48 giờ sau khi ăn, khi đó đã quá muộn.