Cách tiếp cận mới có thể cứu tế bào não trong các bệnh thoái hóa thần kinh
Theo nghiên cứu mới trên tế bào người và chuột, các bệnh thoái hóa thần kinh, chẳng hạn như Alzheimer và Huntington, có chung một cơ chế gây tổn thương tế bào não có thể đưa ra mục tiêu điều trị mới.
Mới đây Khoa học thần kinh tự nhiên nghiên cứu mô tả cách các nhà nghiên cứu khám phá ra cơ chế và cách nó dẫn đến cái chết của tế bào thần kinh hoặc tế bào thần kinh.
Daria Mochly-Rosen, tiến sĩ, giáo sư hóa học và hệ thống sinh học tại Trường Đại học Stanford cho biết: “Chúng tôi đã xác định được một phương pháp mới tiềm năng để giảm thiểu sự chết của tế bào thần kinh trong một số bệnh đặc trưng bởi những tổn thất như vậy. của Y học, ở California.
Cơ chế này liên quan đến microglia và tế bào hình sao, hai loại tế bào thường giúp bảo vệ tế bào thần kinh hay còn gọi là tế bào thần kinh.
Microglia và tế bào hình sao là tế bào thần kinh đệm, một loại tế bào mà các nhà khoa học từng coi là “chất keo của hệ thần kinh”.
Tuy nhiên, điều đó đã không còn xảy ra nữa, khi các nhà nghiên cứu ngày càng phát hiện ra rằng các tế bào thần kinh đệm đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển và chức năng của não.
Trong số rất nhiều công việc mà tế bào hình sao thực hiện là xác định số lượng và vị trí của các kết nối mà các tế bào thần kinh tạo ra với nhau. Các tế bào thần kinh đệm này cũng giải phóng các chất hóa học khác nhau, chẳng hạn như các yếu tố tăng trưởng và các chất cần thiết cho quá trình trao đổi chất.
Trong khi đó, microglia luôn theo dõi các dấu hiệu tổn thương mô và loại bỏ các tác nhân có thể gây ra nó, bao gồm mầm bệnh và các mảnh hoặc mảnh vụn của tế bào thần kinh.
Tế bào thần kinh đệm và bệnh thoái hóa thần kinh
Sự tích tụ của các protein độc hại bên trong tế bào não hiện là dấu hiệu nổi tiếng của các bệnh thoái hóa thần kinh, chẳng hạn như Alzheimer’s, Huntington và xơ cứng teo cơ một bên (ALS).
Sự tích tụ protein độc hại ngăn chặn các tế bào thần kinh hoạt động bình thường và cuối cùng gây ra cái chết của chúng.
Trong bài báo nghiên cứu của mình, các tác giả cũng mô tả một đặc điểm khác, ít được biết đến hơn, của các bệnh thoái hóa thần kinh. Đặc điểm này là sự kích hoạt các tế bào thần kinh đệm “đến trạng thái kích hoạt tăng tiết các yếu tố tiền viêm”.
Việc kích hoạt các tế bào thần kinh đệm này, đến lượt nó, dẫn đến một loạt các quá trình cũng làm hỏng các tế bào thần kinh. Các nhà khoa học gọi tập hợp các cơ chế này là “viêm thần kinh”.
Các nhà nghiên cứu đã cho rằng yếu tố kích hoạt chứng viêm thần kinh của các tế bào thần kinh đệm là sự hiện diện của các mảnh vụn từ các tế bào thần kinh.
Ví dụ, các nghiên cứu trên động vật đã chỉ ra rằng, sau chấn thương não, microglia có thể kích hoạt các tế bào hình sao chuyển sang trạng thái gọi là A1 và gây thêm tổn thương và tử vong cho các tế bào thần kinh.
Tuy nhiên, nguyên nhân kích hoạt cơ chế này vẫn chưa rõ ràng, cũng như liệu có hợp chất nào có thể ngăn tế bào hình sao chuyển sang trạng thái A1 hiếu động hay không. Đây là những câu hỏi mà nghiên cứu mới tìm cách giải quyết.
Ti thể và hành vi không mong đợi của chúng
Khi kiểm tra microglia, các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng chu kỳ gây tổn hại, luẩn quẩn của chứng viêm cũng có thể phát triển khi không có các tế bào thần kinh để loại bỏ. Vì vậy, họ đã tìm kiếm một kích hoạt. Họ đã tìm thấy nó trong một dạng hành vi ty thể kỳ lạ.
Ti thể là những cơ quan năng lượng nhỏ bên trong tế bào, sản xuất năng lượng để tế bào tạo ra protein và thực hiện các chức năng khác nhau của chúng. Một tế bào điển hình có thể chứa hàng nghìn ty thể.
Điều ngạc nhiên là nhóm nghiên cứu đã khám phá ra rằng những thành phần tế bào nhỏ bé này dường như có thể gửi tín hiệu chết giữa các tế bào.
Ti thể ở trạng thái động liên tục thay đổi kích thước, hình dạng và vị trí bên trong tế bào. Chúng phân mảnh và tập hợp lại trong một quá trình liên tục phân hạch và hợp nhất, và sự cân bằng giữa hai quá trình này có thể xác định mức độ hoạt động của ty thể bên trong tế bào.
Sự hợp nhất quá nhiều làm cho ti thể mất đi sự nhanh nhẹn; quá nhiều phân hạch, và chúng trở nên quá phân mảnh để hoạt động.
Có vẻ như các protein độc hại đằng sau bệnh thoái hóa thần kinh có thể thúc đẩy sự tăng động ở Drp1, một loại enzyme cần thiết để duy trì sự cân bằng phân hạch-hợp nhất trong ti thể.
Trong các nghiên cứu trước đó, Mochly-Rosen và nhóm của cô đã phát hiện ra rằng điều trị bằng peptide, hoặc protein nhỏ, P110, có thể làm giảm sự phân hạch ty thể và hậu quả là tổn thương tế bào mà Drp1 hiếu động gây ra.
Giảm viêm và chết tế bào thần kinh
Trong nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng điều trị chuột trong vài tháng với P110 làm giảm hoạt động của tế bào hình sao và tế bào vi mô cũng như chứng viêm trong não của động vật.
Trong các thí nghiệm tiếp theo sử dụng các tế bào nuôi cấy, nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng cả tế bào microglia và tế bào hình sao đều có thể đẩy các ti thể bị hư hỏng ra môi trường xung quanh và chúng có thể làm hỏng và giết chết các tế bào thần kinh. Các thí nghiệm này cũng cho thấy P110 có thể chặn điều này.
Các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng các tế bào khỏe mạnh cũng có thể loại bỏ ti thể và điều này không gây hại. Tuy nhiên, các tế bào vi mô và tế bào hình sao bị viêm đang tống khứ các ty thể bị hư hỏng, vốn gây chết cho các tế bào thần kinh gần đó.
Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng P110 có thể ngăn chặn sự phân mảnh của ty thể bên trong tế bào hình sao và tế bào hình sao, đủ để làm giảm đáng kể sự chết của tế bào thần kinh.
Các nhà nghiên cứu hiện đang tiếp tục điều tra để tìm ra chính xác cách thức mà các ty thể bị hư hại bị trục xuất khỏi tế bào thần kinh đệm gây ra cái chết của các tế bào thần kinh.
