Phương pháp mới điều trị hiệu quả sự suy giảm nhận thức ở chuột mắc bệnh Alzheimer

Bệnh Alzheimer là một chứng rối loạn thoái hóa thần kinh tiến triển, là nguyên nhân hàng đầu gây ra chứng sa sút trí tuệ và liên quan đến suy giảm nhận thức, mất trí nhớ và cuối cùng là mất khả năng thực hiện các công việc hàng ngày. Nó ảnh hưởng đến khoảng 55 triệu người trên toàn cầu và chỉ riêng ở Nhật Bản, ước tính có khoảng 4,4 triệu người đang mắc chứng mất trí nhớ, con số dự kiến ​​sẽ tăng lên 6,5 triệu vào năm 2060 theo dữ liệu của chính phủ. Việc chữa trị hoặc trì hoãn các triệu chứng suy nhược của bệnh Alzheimer là cực kỳ khó khăn do tính chất khó nắm bắt của căn bệnh này. Nguyên nhân chính xác vẫn chưa được biết và có thể liên quan đến nhiều yếu tố từ di truyền đến lối sống và do tính chất tiến triển của tình trạng này, thường là quá muộn để điều trị hiệu quả khi các triệu chứng bắt đầu ảnh hưởng đến cuộc sống hàng ngày của bệnh nhân.

Mới đây, một nhóm các nhà nghiên cứu từ Khoa chức năng khớp thần kinh tế bào và phân tử (Cellular and Molecular Synaptic Function Unit) tại Viện Khoa học và Công nghệ Okinawa (OIST), do Giáo sư danh dự Tomoyuki Takahashi dẫn đầu, đã tìm ra phương pháp điều trị khả thi cho những triệu chứng đó, mở đường giải cứu các chức năng của não trước khi chúng bị tổn thương không thể phục hồi do bệnh Alzheimer. Phát hiện của họ gần đây đã được công bố trên Brain Research.

Tiến sĩ Chia-Jung Chang, tác giả đầu tiên của nghiên cứu và hiện là thành viên của Khoa tính toán thần kinh tại OIST, giải thích: “Chúng tôi đã đảo ngược thành công các triệu chứng của bệnh Alzheimer ở ​​chuột. Chúng tôi đã đạt được điều này bằng một peptide tổng hợp nhỏ, PHDP5, có thể dễ dàng vượt qua hàng rào máu não để nhắm trực tiếp vào trung tâm trí nhớ trong não”.

Yếu tố chính gây ra bệnh Alzheimer là sức khỏe của các khớp thần kinh trong não. Các khớp thần kinh là mối liên kết giữa các tế bào thần kinh trong não, nơi thông tin được truyền từ tế bào thần kinh này sang tế bào thần kinh tiếp theo thông qua các chất dẫn truyền thần kinh hóa học được bọc trong các túi synap.

Những túi synap này phải được tái sinh liên tục để đảm bảo nguồn cung cấp thông tin ổn định, và quá trình thiết yếu trong quá trình tái chế túi synap là quá trình nhập bào bằng protein dynamin, chất này "cắt bỏ" túi synap khỏi màng tế bào. Dynamin có sẵn ở khắp các tế bào thần kinh, tự do hoặc liên kết với các vi ống tạo nên khung tế bào.

Chất đối kháng chính ở đây là protein tau, trong trường hợp bình thường, nó có liên quan đến việc ổn định các vi ống. Tuy nhiên, trong giai đoạn đầu của bệnh Alzheimer, tau bắt đầu tách khỏi các vi ống. Ở trạng thái khả dụng tự do, tau tự lắp ráp quá mức các vi ống mới, hút dynamin khỏi tế bào một cách hiệu quả , khiến nó không khả dụng cho bước cuối cùng của các quá trình nhập bào.

Khi bệnh Alzheimer tiến triển, tau tích lũy sẽ tập hợp thành các đám rối sợi thần kinh, đây là dấu hiệu đặc trưng của căn bệnh này. Khi có thể phát hiện ra những đám rối này trên bản quét não, thường là thời điểm đã quá muộn để điều trị bệnh.

Các nhà nghiên cứu của OIST tập trung lớn vào sự tương tác của dynamin với vi ống và trước đây họ cũng đã chứng minh những tác động tích cực của việc ức chế sự tương tác này trong ống nghiệm bằng cách sử dụng peptide tổng hợp PHDP5.

Tiến sĩ Zacharie Taoufiq, tại OIST và là tác giả thứ hai của bài báo, giải thích: “Khi ngăn chặn sự tương tác giữa dynamin và vi ống, PHDP5 đảm bảo rằng dynamin khả dụng cho quá trình nội bào trong các nang túi trong quá trình tái sinh, có thể khôi phục liên lạc bị mất giữa các tế bào thần kinh bên trong các khớp thần kinh ở giai đoạn đầu”.

Thử nghiệm trên chuột biến đổi gen, các nhà nghiên cứu cho thấy tác dụng phục hồi tương tự của nó trên cơ thể chuột. Tiến sĩ Chang cho biết: “Chúng tôi rất vui mừng khi thấy PHDP5 đã giải quyết đáng kể tình trạng thiếu hụt khả năng học tập và trí nhớ ở chuột. Thành công này nêu bật tiềm năng của việc nhắm mục tiêu tương tác dynamin và vi ống như một chiến lược điều trị bệnh Alzheimer”.

Do PHDP5 ức chế tương tác dynamin-vi ống nói chung nên các nhà nghiên cứu đã sửa đổi peptit này để nó chứa một peptit thâm nhập tế bào, cho phép điều trị được thực hiện qua khoang mũi, nơi hàng rào máu não chưa phát triển đầy đủ và gần với trung tâm trí nhớ của não, vùng hippocampus. Bằng cách này, peptide sẽ được chuyển đến vùng hải mã với nồng độ cao hơn so với các phương pháp sử dụng khác, đồng thời giảm thiểu các tác dụng phụ tiềm ẩn ở những nơi khác trong cơ thể.

Với điều kiện các khớp thần kinh được xử lý bằng PHDP5 ở giai đoạn tương đối sớm, thì nguy hại do tương tác dynamin-vi ống xảy ra tràn lan có thể được khắc phục đến mức mà chuột biến đổi gen được điều trị có khả năng học tập và trí nhớ ngang bằng với chuột khỏe mạnh.

Mặc dù peptide không thể chữa khỏi bệnh Alzheimer, nhưng việc ức chế tương tác dynamin-vi ống làm chậm đáng kể sự suy giảm nhận thức, thậm chí tới mức nó có thể không gây ảnh hưởng đến những người khỏe mạnh có mức tuổi thọ bình thường.

Tiến sĩ Taoufiq và nhóm nghiên cứu đang rất nỗ lực cải thiện bản thân peptide và cách thức hoạt động của nó trong cơ thể để đạt được hiệu quả tốt hơn, đồng thời giảm thiểu tác dụng phụ. Ông cho hay, nhóm nghiên cứu mong muốn có sự tham gia của các công ty dược phẩm trong tương lai bởi họ có chuyên môn cần thiết về dược lý và khả năng thử nghiệm trên người để biến peptide của chúng tôi thành một phương pháp điều trị khả thi. 

Mặc dù hành trình từ nghiên cứu đến sản xuất thuốc là vô cùng dài, mất trung bình 20 năm, các nhà nghiên cứu vẫn rất miệt mài thực hiện công việc của họ. Tuy nhiên, tiến sĩ Chang cho biết: “Vắc-xin vi-rút Corona đã cho chúng tôi thấy rằng các phương pháp điều trị có thể được phát triển nhanh chóng mà không ảnh hưởng đến sự chặt chẽ hoặc an toàn về mặt khoa học”.

Tomoyuki Takahashi, giáo sư danh dự của OIST, cho biết: Trong nghiên cứu này cùng với nghiên cứu trước, chúng tôi đã làm rõ tầm quan trọng bệnh lý của tương tác dynamic-vi ống (MT) trong bệnh Alzheimer (AD). Chúng tôi thực sự hy vọng rằng peptide của chúng tôi có thể vượt qua các thử nghiệm và tiếp cận bệnh nhân AD mà không bị chậm trễ nhiều và nó có thể giải quyết các triệu chứng nhận thức của bệnh nhân - đó là mối quan tâm hàng đầu của bệnh nhân và gia đình họ.

P.T.T (NASATI), theo https://medicalxpress.com/news/, 7/2024