Bệnh Alzheimer: Điều gì dẫn đến tổn thương tế bào não?
Các nhà khoa học đã khám phá ra cơ chế mà một loại protein độc hại trong não là dấu hiệu của bệnh Alzheimer có thể làm hỏng tế bào thần kinh hoặc tế bào não.
Nhóm nghiên cứu tại Viện Khoa học Thần kinh Grenoble ở Pháp đã thực hiện phát hiện này cũng gợi ý một cách tiềm năng để giải trừ cơ chế này trong giai đoạn đầu của bệnh.
Nghiên cứu liên quan đến hoạt động của các gai đuôi gai, là những cấu trúc nhỏ trong các phần phân nhánh của tế bào não nhận tín hiệu từ các tế bào não khác.
Có vẻ như beta-amyloid, một loại protein độc hại tích tụ trong não của những người mắc bệnh Alzheimer, gây ra một cơ chế làm gián đoạn hoạt động của các gai đuôi gai.
Cơ chế này vô hiệu hóa một loại protein có tên là cofilin 1 và hoạt động của protein này rất quan trọng đối với hoạt động lành mạnh của các gai đuôi gai.
Các Tạp chí Khoa học Thần kinh gần đây đã xuất bản một bài báo nghiên cứu về nghiên cứu.
Nó mô tả cách nhóm đã sử dụng các mẫu mô não từ mô hình chuột và những người bị bệnh Alzheimer để đưa ra kết quả nghiên cứu.
Một phát hiện quan trọng là việc tiếp xúc với peptit beta-amyloid, là thành phần cấu tạo nên protein độc hại, dẫn đến sự gia tăng dạng không hoạt động của cofilin 1.
“Còn gì nữa,” đồng tác giả nghiên cứu José Martínez-Hernández, Tiến sĩ, hiện đang làm việc tại Khoa Hóa sinh và Sinh học phân tử tại Đại học Basque Country ở Tây Ban Nha, lưu ý rằng “các peptit beta-amyloid dẫn đến ít gai hơn trong thời gian dài; khi chúng không còn hoạt động nữa, chúng mất dần theo thời gian ”.
Bệnh Alzheimer phá hủy các kết nối não
Alzheimer’s là một bệnh não không thể hồi phục và trở nên tồi tệ hơn theo thời gian. Nó là nguyên nhân phổ biến nhất của chứng sa sút trí tuệ.
Căn bệnh này ăn mòn khả năng ghi nhớ, suy nghĩ và thực hiện các công việc đơn giản, cho đến khi những người mắc bệnh Alzheimer’s không còn có thể chăm sóc bản thân. Hầu hết các cá nhân bắt đầu gặp các triệu chứng vào giữa những năm 60 tuổi.
Theo Viện Quốc gia về Lão hóa, các chuyên gia tin rằng có hơn 5,5 triệu người đang sống với bệnh Alzheimer’s ở Hoa Kỳ.
Các dạng khác nhau của chứng sa sút trí tuệ có những dấu hiệu khác nhau. Trong bệnh Alzheimer, các đặc điểm phân biệt bao gồm sự tích tụ độc hại của beta-amyloid và một loại protein khác được gọi là tau và mất kết nối giữa các tế bào thần kinh.
Các tế bào thần kinh truyền thông tin trong não và mang tín hiệu từ não đến các bộ phận khác của cơ thể, chẳng hạn như các cơ quan và cơ bắp.
Hàng tỷ tế bào thần kinh trong não giao tiếp với nhau bằng cách gửi và nhận các thông điệp hóa học qua các “cấu trúc chuyên biệt” được gọi là khớp thần kinh. Những cấu trúc này đến và đi, củng cố và suy yếu, tùy thuộc vào kinh nghiệm.
Bộ não lưu trữ thông tin lâu dài bằng cách thay đổi hóa học và cấu trúc của các khớp thần kinh. Các nhà khoa học tin rằng bản chất năng động, biến động của các khớp thần kinh là cơ sở cho trí nhớ và khả năng học tập.
Các khớp thần kinh, gai đuôi gai và xương tế bào
Khi thông tin, dưới dạng sứ giả hóa học, truyền qua khớp thần kinh từ tế bào não này sang tế bào não khác, các cấu trúc phân nhánh được gọi là đuôi gai sẽ đưa tín hiệu vào tế bào thần kinh tiếp nhận.
Gai đuôi gai là những phần lồi nhỏ trên cấu trúc phân nhánh chủ động nhận tín hiệu từ các tế bào não khác.
Nghiên cứu gần đây cho thấy làm thế nào, trong mô não bị ảnh hưởng bởi bệnh Alzheimer, beta-amyloid độc hại làm suy yếu các khớp thần kinh bằng cách làm giảm hoạt động của protein cofilin 1 trong các gai đuôi gai.
Tế bào não có một bộ xương tế bào không chỉ duy trì cấu trúc ba chiều của chúng mà còn chịu trách nhiệm vận chuyển năng động các chất bên trong tế bào.
Các bộ xương tế bào có khả năng này bởi vì chúng bao gồm các sợi actin hoạt động mạnh, như Martínez giải thích, “được neo giữ nhưng liên tục di chuyển như thể chúng là một thang cuốn.”
Cofilin 1 phá vỡ các sợi thành các đơn vị actin riêng biệt, “một nhiệm vụ giữ cho động lực hoạt động,” ông nói thêm.
Bất hoạt cofilin 1 làm suy yếu các gai đuôi gai
Tuy nhiên, quá trình phosphoryl hóa hoặc bổ sung nhóm phosphoryl vào cofilin 1 làm cho protein không hoạt động.
Các nhà nghiên cứu đã quan sát cách tiếp xúc với peptide beta-amyloid trong các tế bào não được nuôi cấy dẫn đến nhiều cofilin được phosphoryl hóa hơn 1. Điều này làm giảm tính năng động của các sợi actin và do đó, làm suy giảm khả năng nhận tín hiệu của các gai đuôi gai.
Điều tra sâu hơn cho thấy một loại enzyme có tên là Rho-linked protein kinase (ROCK) có thể là mục tiêu để giảm sự phosphoryl hóa cofilin 1. Enzyme kích hoạt và vô hiệu hóa các phân tử khác thông qua quá trình phosphoryl hóa.
Các thử nghiệm với một loại thuốc có tên Fasudil ngăn chặn ROCK cho thấy rằng nó đã đảo ngược các tác động mà nhóm nghiên cứu đã quan sát thấy trong các sợi actin.
Martínez nói rằng các phát hiện nghiên cứu ủng hộ quan điểm rằng việc nhắm mục tiêu ROCK và cofilin 1 trong giai đoạn đầu của bệnh Alzheimer có thể có khả năng ngăn chặn thiệt hại mà beta-amyloid gây ra cho các gai đuôi gai và khớp thần kinh.
Ông gợi ý rằng nghiên cứu sâu hơn về các loại thuốc "đặc biệt ngăn chặn quá trình phosphoryl hóa" cofilin 1 trong tế bào não có thể là một con đường đầy hứa hẹn để tìm ra các phương pháp điều trị bệnh Alzheimer mới.
“Chúng tôi chưa đưa ra được cơ chế hoạt động, nhưng chúng tôi xác nhận rằng sự ức chế con đường phosphoryl hóa của cofilin 1 ngăn cản sự tiếp xúc với peptide beta-amyloid gây ra sự vô hiệu hóa của protein và hậu quả là tác động lên tế bào xương của các gai đuôi gai. ”
José Martínez-Hernández, Ph.D.
