Loại protein mới được phát hiện này có thể giúp điều trị bệnh Parkinson không?
Các nhà nghiên cứu đã tìm ra một loại protein có thể giúp giảm sự tập hợp của các protein độc hại trong não - một dấu hiệu của bệnh Parkinson. Nhưng liệu khám phá của họ có mang lại hy vọng mới hay chỉ là “một Band-Aid?”
Viện Y tế Quốc gia ước tính rằng, tại Hoa Kỳ, khoảng 50.000 người được chẩn đoán bệnh Parkinson mỗi năm.
Tình trạng lan rộng này được đặc trưng bởi run, chậm di chuyển, suy giảm khả năng cân bằng và phối hợp, cùng với các triệu chứng khác.
Tuy nhiên, nguyên nhân của nó vẫn chưa được biết và các phương pháp điều trị chỉ nhắm vào các triệu chứng, giúp các cá nhân kiểm soát tình trạng này tốt nhất có thể.
Trong não, Parkinson’s được đặc trưng bởi một tính năng khó hiểu - sự tập hợp của alpha-synuclein, một loại protein trở nên độc hại và phá vỡ các đường dẫn thần kinh khi nó kết dính với nhau với số lượng lớn.
Điều này xảy ra khi alpha-synuclein sai lệch, tức là khi nó gấp lại thành một hình dạng không chính xác không cho phép nó hoạt động chính xác, có thể gây ra hoặc tạo điều kiện cho bệnh tật.
Alpha-synuclein thường có ở mức độ cao trong não và nó cũng có trong các mô khác với số lượng nhỏ hơn. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu vẫn chưa biết loại protein này thường đóng vai trò gì trong việc duy trì sức khỏe thần kinh hoặc làm thế nào để ngăn chặn nó phân bố sai.
Nhưng một nghiên cứu mới, từ Đại học Purdue, ở West Lafayette, IN, đã xác định được một loại protein có thể làm giảm sự kết hợp của alpha-synuclein bị gấp khúc. Các phát hiện tính năng trong Tạp chí Sinh học phân tử.
HYPE có thể làm giảm sự tổng hợp như thế nào
Các nhà nghiên cứu giải thích rằng, nghiên cứu mới đã tập trung vào tiềm năng chữa bệnh của một loại protein được gọi là “HYPE”, đây là loại protein Fic duy nhất có ở người.
Các protein hư cấu giúp quyết định xem một tế bào sống sót hay chết khi nó gặp phải căng thẳng, đặc trưng bởi sự sắp xếp sai của các protein của tế bào.
“Vì HYPE đóng một vai trò quan trọng như vậy trong cách các tế bào đối phó với căng thẳng do các protein bị gấp khúc sai, nên chúng tôi tự hỏi liệu các bệnh do sắp xếp sai protein có khả năng cần HYPE hay không”, tác giả chính của nghiên cứu Seema Mattoo, Ph.D., một trợ lý giáo sư của khoa học sinh học tại Purdue.
Cô ấy tiếp tục: “Chúng tôi biết rằng trong bệnh Parkinson, protein thường bị gấp khúc là [alpha-synuclein]. Vì vậy, chúng tôi đã hỏi liệu HYPE có thể sửa đổi [alpha-synuclein] không, và nếu vậy, hậu quả là gì? ”
Trong nghiên cứu hiện tại - mà các nhà nghiên cứu đã tiến hành trong ống nghiệm, sử dụng nuôi cấy tế bào trong môi trường phòng thí nghiệm - họ phát hiện ra rằng HYPE thực sự có thể hoạt động trên alpha-synuclein, làm giảm số lượng tập hợp của các protein bị gấp khúc. Các nhà nghiên cứu gọi quá trình này là “AMPyl hóa”.
Sau đó, nhóm nghiên cứu muốn xem liệu AMPylation có thực sự cho thấy bất kỳ lời hứa nào như một quá trình điều trị tiềm năng hay không. Trong bệnh Parkinson, các protein tổng hợp lại, gấp sai có thể làm thủng màng tế bào thần kinh (tế bào não), làm gián đoạn hoạt động của chúng.
Mattoo và các đồng nghiệp muốn tìm hiểu xem liệu AMPyl hóa có dẫn đến ít lỗ hơn trên màng tế bào hay không. Để làm như vậy, họ đã sử dụng kết hợp các lipid để tạo ra một bề mặt mô phỏng bề mặt của màng tế bào.
Họ cũng thêm thuốc nhuộm vào lipid, vì vậy nếu các tập hợp alpha-synuclein làm thủng chúng, hoạt động sẽ trở nên rõ ràng thông qua thuốc nhuộm bị rò rỉ.
Sau khi làm như vậy, Mattoo lưu ý, "Chúng tôi nhận thấy rằng ít thuốc nhuộm được giải phóng với [alpha-synuclein] đã được sửa đổi, có nghĩa là màng vẫn nguyên vẹn hơn."
“Điều đó có nghĩa là HYPE có thể có tác dụng điều trị đối với bệnh Parkinson,” cô nói thêm. Hơn nữa, như Mattoo và các đồng nghiệp đã lưu ý trong bài báo nghiên cứu của họ, “Đây là báo cáo đầu tiên xác định [alpha-synuclein] là mục tiêu cho HYPE.”
Vượt ra ngoài ‘Band-Aid?’
Trong một thí nghiệm cuối cùng, Mattoo và nhóm đã nghiên cứu alpha-synuclein được sửa đổi HYPE bằng kính hiển vi điện tử. Điều này cho phép họ quan sát thấy rằng, sau khi tương tác với HYPE, cấu trúc của alpha-synuclein đã thay đổi.
Trong các trường hợp thường xuyên, các nhà nghiên cứu lưu ý, alpha-synuclein xoắn, điều này có thể giải thích khả năng hình thành các tập hợp của nó. Tuy nhiên, khi được sửa đổi bằng HYPE, protein có xu hướng xoắn ít hơn, thay vào đó tạo thành các sợi song song.
Các nhà nghiên cứu lập luận rằng sửa đổi mới này có thể ngăn alpha-synuclein tổng hợp nhiều hơn.
Trong khi nghiên cứu hiện tại cho thấy nhiều hứa hẹn trong việc tìm ra các liệu pháp mới cho bệnh Parkinson, các tác giả nghiên cứu giải thích rằng họ vẫn còn một chặng đường dài phía trước.
“Tất cả chúng tôi đang cố gắng áp dụng Band-Aid vào giai đoạn cuối của sự tiến triển của bệnh bởi vì chúng tôi biết rằng sự kết tụ khiến các tế bào trở nên độc hại, nhưng làm thế nào chúng tôi có thể ngăn chặn điều đó? Vẫn còn nhiều điều cần được hiểu một cách máy móc về nó trong bối cảnh của bệnh tật ”.
Tiến sĩ Seema Mattoo
“Chúng tôi đang ở giai đoạn đầu [của nghiên cứu này],” Mattoo thừa nhận, “nhưng những kết quả này đang cho chúng tôi một góc nhìn mới về phương pháp trị liệu tiềm năng”.
“Chúng tôi đang cố gắng tìm ra các loại thuốc có thể được sử dụng để điều khiển hoạt động của HYPE. Bạn có thể đưa chúng cho những bệnh nhân bắt đầu có dấu hiệu của bệnh Parkinson hoặc những người có xu hướng bị tổng hợp [alpha-synuclein]. Đó là hướng chúng tôi muốn đi [trong], nhà nghiên cứu giải thích.
