Tháng 04, 2019
Thứ ba
Thứ Sáu, ngày 04/09/2015 11:00 AM (GMT+7)

Nguy cơ mắc bệnh suy thoái thần kinh do di truyền

Những thí nghiệm trên động vật mới đây đã tìm ra cách các prion gây nên một căn bệnh hiếm gặp tương tự như bệnh Parkinson.

Các nhà khoa học tuyên bố rằng đã tìm ra loại prion của người mới nhất trong vòng 50 năm trở lại đây. Prion là những tác nhân lây nhiễm nhỏ bé nhất mà y học từng biết đến, chúng nhỏ hơn virut tới 100 lần. Chúng không phải là các virut hay vi khuẩn mà là một cấu trúc vi sinh vật kiểu mới có dạng các protein đột biến. (Prion viết tắt từ infection protein – có nghĩa là protein bị nhiễm độc hay bị đột biến). Đây là một loại protein có những sai sót trong nếp gấp và có cơ chế tự nhân đôi bằng cách tác động lên những protein bình thường khiến cho chúng cũng có những nếp gấp sai lệch. 

Bằng cách đó, số lượng các prion tăng lên nhiều lần và gây bệnh. Kết quả cuối cùng là nhiều hệ thống bị thoái hóa và teo lại (multiple system atrophy – MSA), đặc biệt là suy thoái hệ thần kinh, một căn bệnh tương tự như Parkinson. 

Nguy cơ mắc bệnh suy thoái thần kinh do di truyền - 1

Các prion xâm nhập tế bào não 

Công trình nghiên cứu của các nhà khoa học xuất bản vào ngày 31 tháng 8 trong Viện Hàn lâm Khoa học quốc gia Mỹ (Proceedings of the National Academy of Sciences) đã thêm vào những bằng chứng thuyết phục rằng nhiều bệnh suy thoái hệ thần kinh đều gây ra bởi các prion.   

Vào thập niên 1960, các nhà nghiên cứu dẫn đầu bởi nhà khoa học Carleton Gajdusek tại Viện Sức Khỏe quốc gia (National Institutes of Health) đã tiến hành cấy ghép kuru -  một loại bệnh suy thoái hệ thần kinh hiếm gặp tìm thấy ở Papua New Guinea – với bệnh Creutzfeldt–Jakob (CJD), một bệnh mất trí nhớ hiếm thấy ở người. Cuộc thử nghiệm đã được tiến hành trên loài tinh tinh bằng cách tiêm trực tiếp mô não bị nhiễm bệnh vào cơ thể của chúng. Mãi cho đến năm 1982, nhà khoa học Stanley Prusiner mới đặt ra cụm từ prion (những phân tử protein có thể lây nhiễm) nhằm mô tả những protein có khả năng tự sinh sôi.

Prusiner và các cộng sự tại Đại học California, San Francisco đã chỉ ra toàn bộ quá trình tiến triển của toàn bộ kiểu bệnh suy thoái thần kinh. Ông đã đặt tên cho chúng là bệnh não thể bọt (dựa trên hình dạng trông giống như miếng bọt biển của những bộ não bị nhiễm bệnh), trong đó bao gồm cả bệnh “bò điên”. Những phân tử protein gây bệnh đều giống nhau, trong đó có PrP, loại protein gây bệnh kuru, các biến thể của protein CJD có trong cơ thể của hơn 200 người nhiễm bệnh bởi ăn thịt bò điên. 

Lý thuyết cho rằng protein có khả năng truyền bệnh đã tồn tại từ khá lâu, nhưng chỉ đến khi công trình đoạt giải Nobel Sinh Lý học vào năm 1997 của Prusiner mới có thể hoàn toàn chứng minh tính đúng đắn của lý thuyết trên. Prusiner đã tranh luận khá lâu về việc các prion là nguyên nhân thực sự đằng sau bệnh suy thoái thần kinh, nhưng ý kiến trên phải mất một thời gian khá lâu mới được chấp nhận rộng rãi.

Vào năm 2013, một nhóm các nhà khoa học làm việc trong phòng thí nghiệm Prusiner, dẫn đầu bởi nhà khoa học trong lĩnh vực thần kinh Kurt Giles đã cố gắng cấy bệnh Parkinson vào gien chuột nhằm mục đích tạo ra protein người là tác nhân của bệnh Parkinson. Loại protein dạng xoắn alpha này được tạo ra bằng cách tiêm vào cơ thể chuột mô não của những người bệnh nhân đã chết vì mắc bệnh Parkinson.

Họ đã thất bại nhưng đã giữ lại được 2 mẫu vật từ những con chuột bị nhiễm bệnh. “Chỉ cần giữ lại được một mẫu vật vẫn còn hoạt động được thì chúng tôi sẽ có được thêm rất nhiều mẫu vật nữa”, Giles nói. Để bắt đầu một cuộc nghiên cứu mới, nhóm các nhà khoa học đã tạo thêm 12 mẫu vật tương tự và đặt chúng ở ba ngân hàng não khác nhau ở London, Boston và Sydney.

Các cuộc thí nghiệm đều cho kết quả tương tự như nhau. Những con chuột bị tiêm mẫu vật đều phát bệnh trong vòng từ 3,5 đến 5 tháng. Gen cấy vào chuột đều có những biến đổi liên quan đến hình thái di truyền của bệnh Parkinson. Điều này khiến cho các nhà khoa học quyết định tạo ra các protein xoắn alpha có những nếp gấp sai lệch nhiều hơn. Kết quả dẫn đến trường hợp hai con chuột có tình trạng phát bệnh đồng thời và tương tự nhau nhưng trong đó có một con chuột vẫn sống khỏe mạnh đến 10 tháng mặc dù cả hai con đều được tiêm cùng một mẫu vật nhiễm bệnh suy giảm thần kinh và đều chết do phát bệnh trong một thời gian ngắn.

Các nhà khoa học đã tiến hành so sánh độ gấp nếp sai lệch giữa các prion protein dạng xoắn alpha trong mẫu vật và các protein dạng xoắn alpha di truyền của người tiêm vào cơ thể chuột nhằm nghiên cứu mức độ biến dị. Sau cùng, các nhà khoa học đã kết luận được rằng, trên não của những con chuột thí nghiệm có xuất hiện protein dạng xoắn alpha sẽ phát bệnh suy giảm hệ thống thần kinh. Và khi lấy mô não này cấy lên người những con chuột khác thì chúng cũng bị phát bệnh. Không một loại bệnh Parkinson nào có tính chất lây nhiễm như thế này.

Prion PrP có nhiều trạng thái hoạt động, và điều này dẫn đến nhiều loại bệnh khác nhau. Các nhà nghiên cứu cho rằng nguyên nhân của điều này là do các protein có thể thay đổi hình dạng và vì thế sẽ có những tính chất khác nhau. Nguyên tắc này có thể áp dụng cho toàn bộ các loại prion. Mẫu vật lấy từ não chuột được cấy gien có khả năng gây bệnh khi tiêm vào cơ thể chuột khác, nhưng thời gian phát bệnh lại dài hơn bình thường, trung bình là khoảng 10 tháng. “Thời gian phát bệnh rất khác biệt khi chúng tôi thí nghiệm trên những loài động vật khác nhau”. Giles nói. “Có một bằng chứng rất rõ ràng rằng có 2 loại prion”. Trong thực tế thì bệnh Parkinson không lây nhiễm nhưng khi có sự tham gia của prion protein dạng xoắn alpha thì mọi chuyện đã thay đổi hoàn toàn.

Với tỉ lệ lây nhiễm là 3/100.000 người có độ tuổi từ 50 trở lên, căn bệnh suy giảm đa hệ (MSA) xuất hiện hiếm hơn bệnh Parkinson nhưng tỷ lệ mắc bệnh cao hơn. Triệu chứng bệnh bao gồm sự suy yếu trong chức năng cử động và giữ thăng bằng, đi kèm với hiện tượng cơ thể mất khả năng điều khiển bọng đái và huyết áp. Người bệnh thường chết sau khoảng thời gian từ 5 đến 10 năm và hiện nay vẫn chưa có cách chữa trị hiệu quả. 

Bệnh suy giảm đa hệ thường bị kết luận nhầm là bệnh Parkinson bởi những triệu chứng ban đầu giống nhau giữa chúng. Bệnh Parkinson thường được chữa trị bằng phương pháp phẫu thuật não mang đến kết quả lấy lại được một phần nhận thức của người bệnh. Tuy nhiên, đối với bệnh suy giảm đa hệ (MSA), phương pháp loại trừ các prion vẫn chưa mang lại kết quả cụ thể vì không thể loại bỏ được hoàn toàn các PrP prion.

Hơn nữa, các prion này ẩn chứa nguy cơ lây nhiễm cao thông qua các dụng cụ y tế nếu áp dụng phương pháp phẫu thuật não. Các nhà khoa học đang cố gắng thúc đẩy nghiên cứu các phương pháp chống lại bệnh suy giảm đa hệ ở giai đoạn đầu và trong thời gian chờ đợi, các bệnh nhân được điều trị theo phương pháp phẫu thuật não tương tự như bệnh Creutzfeldt-Jakob (CJD), một rối loạn não hiếm gặp, có liên quan đến bệnh bò điên.

Nhiều bằng chứng đang cho thấy rằng những căn bệnh suy giảm thần kinh đều có cùng nguyên lý gây bệnh bởi các protein tự nhân đôi và giết chết hàng loạt tế bào não. Những báo cáo tương tự về tinh bột bê ta, một loại protein có liên quan đến bệnh Alzheimer, cũng đang phát triển theo chiều hướng nguy hiểm. “Tôi nghĩ rằng những lý thuyết của Prusiner  rất xác đáng. Chúng ta phải thực sự cẩn trọng hơn nữa về nguy cơ do các prion gây ra…”. Theo lời Lary Walker, một nhà thần kinh học đến từ Đại học Emory. “… Tất cả những căn bệnh kể trên đều bắt nguồn từ bên trong não bộ. Vẫn chưa có những kết luận cụ thể về nguồn gốc lây nhiễm ban đầu của chúng”. Thật sự thì số ca mắc những căn bệnh gây ra bởi sự truyền nhiễm prion ở người chiếm một tỷ lệ rất nhỏ. “Phần lớn là do sự rối loạn trong bản thân cơ thể người bệnh, kế đến là do gen và cuối cùng với một tỷ lệ hiếm hoi là do lây nhiễm”.

Các nhà khoa học đang cố gắng phát triển một kĩ thuật kiểm tra xem nguyên nhân gây bệnh có phải bắt nguồn từ lây nhiễm hay không, bằng cách sử dụng những tế bào lấy từ cơ thể người đã cấy những gen protein dạng xoắn alpha được gây đột biến. Phương pháp này có thể chỉ ra được sự lây nhiễm của bệnh suy giảm đa hệ (MSA) chỉ trong vòng 4 ngày thay vì 4 tháng kiểm tra như trước đây. Điều này giúp các nhà nghiên cứu tiến những bước lớn trong việc phát triển phương pháp chữa bệnh. 

“Phương pháp kiểm tra tế bào nhằm xác định căn bệnh cho phép chúng tôi kết luận được bằng cách nào căn bệnh lây lan giữa các bệnh nhân”. Theo bản báo cáo của Amanda Woerman, người dẫn đầu các hoạt động nghiên cứu về tế bào người ở phòng thí nghiệm Prusiner. “Hiểu được những cơ chế chung sẽ giúp chúng tôi có được khả năng can thiệp và ngăn chặn sự phát triển của căn bệnh”.

Phan Thanh (Scientific American)

Tin đọc nhiều

Vườn rau trong nhà bằng công nghệ khí canh sẽ xuất hiện tại 100 căn hộ Quận 2 Sau một thời gian dài nghiên cứu, dự án khởi nghiệp Treant...
Hệ thống nước xử lý nước thải 'tàng hình' trong những công trình xanh Ngay dưới chân những em nhỏ đang chơi bóng trên sân cỏ nhân...
Quay màn hình trên Windows 10 mà không cần phần mềm Nếu đang sử dụng Windows 10, bạn có thể tận dụng nhanh thanh...
Trang trại rau sạch lớn nhất Đà Nẵng của chàng cử nhân luật Với thương hiệu mang tên Pihka, rau hữu cơ của chàng cử nhân...