Bệnh Alzheimer: Liệu pháp ánh sáng có thể bảo vệ não như thế nào
Các nhà nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng một loại liệu pháp ánh sáng có khả năng làm giảm các protein độc hại tích tụ trong não trong bệnh Alzheimer. Bây giờ, cùng một nhóm đã xác định những gì xảy ra ở cấp độ tế bào để đạt được kết quả này.
Năm 2016, các nhà khoa học tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) ở Cambridge phát hiện ra rằng chiếu ánh sáng nhấp nháy vào mắt chuột có thể làm giảm sự tích tụ độc hại của các protein amyloid và tau xảy ra trong não bị bệnh Alzheimer.
Liệu pháp ánh sáng tăng cường một dạng sóng não được gọi là dao động gamma, mà nghiên cứu cho thấy rằng nó bị suy giảm ở những người mắc bệnh Alzheimer.
Gần đây hơn, nhóm nghiên cứu của MIT đã tiết lộ rằng việc kết hợp liệu pháp ánh sáng với liệu pháp âm thanh đã mở rộng những tác dụng có lợi hơn nữa.
Những nghiên cứu đó cũng chỉ ra rằng liệu pháp ánh sáng có thể cải thiện trí nhớ ở những con chuột có khuynh hướng di truyền để phát triển bệnh Alzheimer và trí nhớ không gian ở những con chuột già không mắc bệnh này.
Cuộc điều tra gần đây nhất, hiện được đăng trên tạp chí Nơron, đã chỉ ra rằng việc tăng cường dao động gamma có thể cải thiện kết nối giữa các tế bào thần kinh, giảm viêm và bảo vệ chống lại sự chết của tế bào ở các mô hình chuột mắc bệnh Alzheimer.
Nó cũng cho thấy rằng hiệu quả sâu rộng của phương pháp điều trị không chỉ liên quan đến các tế bào thần kinh hoặc tế bào thần kinh mà còn liên quan đến một loại tế bào miễn dịch được gọi là microglia.
Tác giả nghiên cứu cấp cao Li-Huei Tsai, giáo sư khoa học thần kinh kiêm giám đốc Viện Học tập và Trí nhớ Picower tại MIT, cho biết: “Có vẻ như, sự thoái hóa thần kinh phần lớn đã được ngăn chặn.”
Bệnh Alzheimer và các protein độc hại
Alzheimer’s là một tình trạng phá hủy dần dần các mô não và chức năng liên quan thông qua sự mất mát không thể phục hồi của các tế bào.
Một báo cáo năm 2018 của Tổ chức Bệnh Alzheimer Quốc tế tiết lộ rằng 50 triệu người trên thế giới mắc chứng sa sút trí tuệ và 2/3 trong số đó là nguyên nhân gây bệnh Alzheimer.
Mặc dù một số phương pháp điều trị có thể làm chậm các triệu chứng của bệnh Alzheimer trong một thời gian, nhưng chưa có phương pháp nào có thể chữa khỏi tình trạng này.
Ở những người bị bệnh Alzheimer’s, não bộ bắt đầu thay đổi trong một thời gian dài trước khi họ gặp phải các triệu chứng của chứng mất trí. Các triệu chứng như vậy bao gồm khó khăn trong việc suy nghĩ và ghi nhớ.
Đặc biệt, có hai thay đổi là sự phát triển của các chất lắng đọng độc hại, hoặc mảng, của protein beta-amyloid giữa các tế bào thần kinh và sự hình thành các đám rối độc hại của protein tau bên trong tế bào.
Giáo sư Tsai và các đồng nghiệp của bà giải thích rằng những người bị bệnh Alzheimer cũng cho thấy một sự thay đổi khác trong não: "giảm sức mạnh của dao động trong dải tần gamma."
Các nhà khoa học đã đề xuất rằng dao động gamma là một loại sóng não quan trọng đối với các chức năng như trí nhớ và sự chú ý.
Trong nghiên cứu trước đó của họ, các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc tiếp xúc với ánh sáng nhấp nháy với tốc độ 40 chu kỳ mỗi giây, hay hertz, kích thích dao động gamma trong vỏ não thị giác ở chuột.
Việc thêm âm thanh đánh cùng tần số sẽ tăng cường tác dụng giảm mảng bám của liệu pháp ánh sáng và mở rộng nó ra ngoài vỏ não thị giác vào vùng hồi hải mã và một số vùng vỏ não trước trán.
Dao động gamma từ cả hai phương pháp điều trị cũng dẫn đến cải thiện chức năng bộ nhớ ở các mô hình chuột mắc bệnh Alzheimer.
Mức độ bảo vệ thần kinh đáng chú ý
Với nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu muốn tìm hiểu thêm về các cơ chế cơ bản dẫn đến những lợi ích này.
Để làm như vậy, họ đã sử dụng hai mẫu chuột của bệnh Alzheimer’s: Tau P301S và CK-p25. Giáo sư Tsai nói rằng cả hai loại chuột đều bị mất tế bào thần kinh nhiều hơn so với mô hình mà chúng đã sử dụng trong các nghiên cứu liệu pháp ánh sáng trước đó.
Chuột Tau P301S tạo ra một loại protein tau đột biến tạo thành các đám rối bên trong tế bào, chẳng hạn như những đám rối xảy ra bên trong tế bào não của người mắc bệnh Alzheimer. Chuột CK-p25 tạo ra một loại protein gọi là p25 gây “thoái hóa thần kinh nghiêm trọng”.
Nhóm nghiên cứu nhận thấy rằng liệu pháp ánh sáng hàng ngày bắt đầu trước khi bắt đầu dự kiến của quá trình thoái hóa thần kinh đã tạo ra những hiệu quả rõ rệt trên cả hai loại chuột.
Những con chuột Tau P301S nhận được 3 tuần điều trị không có dấu hiệu thoái hóa tế bào thần kinh, so với 15–20% mất tế bào thần kinh ở những con chuột không được điều trị.
Kết quả tương tự ở những con chuột CK-p25, trải qua 6 tuần điều trị.
Giáo sư Tsai tuyên bố rằng cô ấy đã “làm việc với protein p25 trong hơn 20 năm,” và protein này rất độc đối với não. Tuy nhiên, cô ấy chưa bao giờ nhìn thấy bất cứ điều gì giống như kết quả này trước đây. “Thật là sốc,” cô ấy nói thêm.
Bà giải thích: “Chúng tôi phát hiện ra rằng mức độ biểu hiện của gen chuyển p25 hoàn toàn giống nhau ở những con chuột được điều trị và không được điều trị, nhưng không có sự thoái hóa thần kinh ở những con chuột được điều trị.
Khi các nhà nghiên cứu kiểm tra trí nhớ không gian của chuột, họ cũng tìm thấy kết quả đáng ngạc nhiên: Liệu pháp ánh sáng đã cải thiện hiệu suất ở những con chuột già không được lập trình di truyền để phát triển bệnh Alzheimer, nhưng nó không ảnh hưởng đến những con chuột trẻ hơn, tương tự.
Sự khác biệt rõ rệt trong hoạt động gen
Các nhà nghiên cứu cũng kiểm tra những thay đổi gen ở những con chuột được điều trị và không được điều trị. Họ phát hiện ra rằng các tế bào thần kinh của những con chuột không được điều trị đã giảm hoạt động trong các gen sửa chữa DNA và các gen giúp vận hành các kết nối giữa các tế bào thần kinh. Mặt khác, những con chuột được điều trị cho thấy hoạt động mạnh hơn trong các gen này.
Ngoài ra, họ cũng thấy rằng những con chuột được điều trị có nhiều kết nối hơn giữa các tế bào thần kinh và chúng hoạt động mạch lạc hơn.
Các nhà khoa học cũng nghiên cứu hoạt động của gen trong microglia, hoặc các tế bào miễn dịch giúp loại bỏ chất thải tế bào và các mảnh vụn khác trong não.
Những cuộc điều tra đó cho thấy rằng các gen thúc đẩy quá trình viêm hoạt động mạnh hơn ở những con chuột không được điều trị bằng ánh sáng. Tuy nhiên, những con chuột được điều trị cho thấy sự thiếu hoạt động rõ rệt của các gen này. Họ cũng cho thấy hoạt động gia tăng trong các gen ảnh hưởng đến khả năng di chuyển xung quanh của microglia.
Các tác giả nghiên cứu giải thích rằng những phát hiện này cho thấy liệu pháp ánh sáng đã tăng cường khả năng đối phó với chứng viêm của microglia. Có lẽ nó đã giúp họ có thể loại bỏ các chất thải tốt hơn, bao gồm cả các protein bị lỗi có thể tích tụ để tạo thành các mảng và đám rối độc hại.
Giáo sư Tsai nhắc nhở chúng ta rằng một câu hỏi quan trọng vẫn chưa có câu trả lời: Làm thế nào mà dao động gamma tạo ra các hình thức bảo vệ khác nhau này?
Có lẽ sự dao động đã bắt đầu một thứ gì đó bên trong các tế bào thần kinh. Giáo sư Tsai nói rằng cô ấy thích nghĩ rằng các tế bào thần kinh là “cơ quan điều chỉnh chính”.
“Nhiều người đã hỏi tôi liệu microglia có phải là loại tế bào quan trọng nhất trong tác dụng có lợi này hay không, nhưng thành thật mà nói, chúng tôi thực sự không biết”.
GS Li-Huei Tsai
