Parkinson's: 'Thiếu liên kết' này có thể là một nguyên nhân?
Các nhà khoa học hiện đã xác định được một quá trình tế bào bị lỗi có thể phổ biến đối với các dạng khác nhau của Parkinson và họ đề xuất một cơ chế dẫn đến căn bệnh này.
Quá trình này liên quan đến một nhóm lipid hoặc phân tử béo được gọi là ceramide, được tìm thấy trong màng tế bào và đóng vai trò quan trọng trong chức năng và cấu trúc của chúng.
Một bài báo hiện đã được xuất bản trên tạp chí Trao đổi chất tế bào mô tả cách nhóm nghiên cứu - tại Đại học Y khoa Baylor ở Houston, TX - thực hiện phát hiện bất ngờ trong mô hình ruồi giấm về tình trạng gen bị lỗi với các triệu chứng giống bệnh Parkinson.
Các nghiên cứu trước đây đã xác định các gen và khiếm khuyết tế bào có liên quan đến bệnh Parkinson và các rối loạn não khác với các triệu chứng tương tự. Các nhà nghiên cứu cho rằng ceramides là "liên kết còn thiếu" hơn là kết nối chúng.
Tác giả chính của nghiên cứu Hugo J. Bellen, giáo sư khoa học thần kinh và di truyền học phân tử và con người tại Đại học Y Baylor khẳng định: “Nhiều gen có liên quan đến bệnh Parkinson hoặc các bệnh giống Parkinson; Tuy nhiên, vẫn còn rất ít hiểu biết về cách những gen này gây ra những tình trạng này. "
Bệnh Parkinson và bệnh Parkinson
Bệnh Parkinson ảnh hưởng đến vận động và sẽ trở nên tồi tệ hơn theo thời gian. Các triệu chứng điển hình của nó bao gồm run, cứng cơ và chậm chạp. Nó cũng có thể có các triệu chứng phi vận động, chẳng hạn như gián đoạn giấc ngủ, trầm cảm, lo lắng và mệt mỏi.
Có khoảng 10 triệu người trên toàn thế giới mắc bệnh Parkinson, với khoảng 1 triệu người sống ở Hoa Kỳ.
Trong khi căn bệnh này chủ yếu tấn công sau tuổi 50, có một dạng gọi là Parkinson’s khởi phát sớm phát triển ở những người trẻ tuổi.
Căn bệnh này phát triển do sự phá hủy các tế bào thần kinh, hoặc tế bào thần kinh, trong một phần của não điều khiển chuyển động. Các tế bào sản xuất một chất hóa học gọi là dopamine mang thông điệp giữa não và phần còn lại của cơ thể rất quan trọng để kiểm soát chuyển động.
Parkinsonism là một thuật ngữ chung cho các tình trạng tạo ra các triệu chứng tương tự như bệnh Parkinson, đặc biệt là chậm vận động, hoặc rối loạn vận động não, là “đặc điểm xác định”. Bệnh Parkinson là nguyên nhân phổ biến nhất của bệnh Parkinson.
Mô hình ruồi giấm của bệnh Parkinsonism
Nghiên cứu bắt đầu với việc nghiên cứu gen người PLA2GA6. Các đột biến của gen được biết là gây ra bệnh Parkinson và các rối loạn khác liên quan đến việc mất mô não.
Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng gen này chứa các chỉ dẫn để tạo ra một loại enzyme gọi là phospholipase. Enzyme hoạt động trên phospholipid, một nhóm chất béo được biết đến là thành phần quan trọng của hệ thần kinh, nhưng ngoài điều này, không có nhiều thông tin về chúng.
Để nghiên cứu ảnh hưởng của PLA2GA6 trong các tế bào, các nhà nghiên cứu đã sử dụng một mô hình bệnh Parkinson ruồi giấm được tạo ra bằng cách im lặng iPLA2-VIA, tương đương với gen của loài ruồi.
Những con ruồi thiếu gen này sống lâu hơn một phần ba so với những con ruồi bình thường và các tế bào của chúng có các đặc điểm tương tự như tế bào của con người với PLA2G6 các đột biến.
Các nhà nghiên cứu cũng khẳng định, phù hợp với các nghiên cứu trước đó, những con ruồi đột biến thời trẻ khỏe mạnh nhưng dần dần bị thoái hóa thần kinh khi chúng già đi.
Thiếu hụt hệ thống thần kinh
Họ cũng phát hiện ra rằng việc thiếu gen có hai tác động khác ở ruồi: chúng mất nhiều thời gian hơn để phục hồi sau các tác động vật lý và chúng cũng cho thấy các vấn đề tiến triển về phản ứng thị giác. Cả hai tác động đều cho thấy sự thiếu hụt hệ thần kinh.
Khi họ kiểm tra các tế bào thần kinh trong mắt của những con ruồi đột biến bằng kính hiển vi điện tử, các nhà khoa học nhận thấy rằng màng của chúng có chứa các "thể vùi" hoặc cục u bất thường không có ở những con ruồi bình thường.
Họ cũng tìm thấy một số bất thường khác, bao gồm ti thể dị dạng và lysosome lớn bất thường. Ti thể là những ngăn bên trong tế bào tạo ra năng lượng cho tế bào. Những bất thường trong ty thể thường được tìm thấy trong bệnh Parkinson.
Lysosome là một loại ngăn khác bên trong tế bào, hoạt động như trung tâm tái chế các vật liệu tế bào bị mòn, bao gồm cả màng.
Khi xem xét tất cả các kết quả này cùng nhau, chúng chỉ ra rằng " iPLA2-VIA Giáo sư Bellen lưu ý: gen rất quan trọng để duy trì cấu trúc và hình dạng màng thích hợp.
Các nhà nghiên cứu giả định rằng vì iPLA2-VIA gen cung cấp hướng dẫn để tạo ra enzym hoạt động trên phospholipid, họ sẽ tìm thấy các vấn đề với phospholipid ở những con ruồi không có gen. Điều này sau đó sẽ giải thích kết quả.
Vai trò của ceramides
Tuy nhiên, trước sự ngạc nhiên của họ, các nhà nghiên cứu đã không tìm thấy những gì họ mong đợi. Các phospholipid trong ruồi đột biến hoạt động bình thường.
Vì vậy, họ chuyển sự chú ý sang các chất béo khác, và đây là lúc họ nhận thấy hàm lượng ceramide cao bất thường trong các tệp thiếu iPLA2-VIA gen.
Sau đó, họ cho một số loại thuốc diệt ruồi đột biến để ngăn chặn việc sản xuất ceramide. Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng, so với những con ruồi đột biến không được điều trị, những con ruồi đột biến được điều trị không chỉ có mức ceramide thấp hơn trong tế bào của chúng mà còn giảm các triệu chứng thoái hóa thần kinh và một số bệnh thiếu hụt hệ thần kinh khác. Tế bào của họ cũng có ít bất thường hơn trong lysosome.
Điều tra sâu hơn cho thấy vấn đề nằm ở việc thu hồi và tái chế chất béo trong ceramide. Một thành phần tế bào khác được gọi là retromer tìm và chiết xuất các lipid trước khi chúng đi vào lysosome để tái chế và gửi chúng đến màng. Nếu chất béo không được chiết xuất, chúng sẽ được tái chế để tạo ra nhiều ceramide hơn.
Nếu bộ khởi động lại không hoạt động bình thường, hàm lượng ceramide sẽ tăng lên, gây ra độ cứng của màng tế bào. Điều này thiết lập một vòng luẩn quẩn làm vô hiệu hóa thêm bộ lọc lại, khiến mức ceramide tăng thêm. Cuối cùng, điều này gây ra thoái hóa thần kinh.
Các liên kết khác và alpha-synuclein
Trong một phần khác của nghiên cứu, nhóm nghiên cứu xác nhận rằng những con ruồi đột biến có hàm lượng protein retromer thấp hơn được gọi là VPS35 và VPS26. Ở ruồi bình thường, chúng gắn vào protein iPLA2-VIA và giúp ổn định chức năng retromer.
Các thử nghiệm sâu hơn cho thấy rằng việc cải thiện chức năng của bộ bắt mồi dẫn đến giảm thiểu các khuyết tật được quan sát thấy ở ruồi giấm đột biến thiếu iPLA2-VIA gen. “Thật thú vị,” GS Bellen lưu ý, “đột biến trong Vps35 gen cũng gây ra bệnh Parkinson. ”
Các nhà nghiên cứu đã sao chép những phát hiện này bằng cách sử dụng các tế bào não động vật được nuôi trong phòng thí nghiệm. Họ cũng phát hiện ra rằng mức độ cao của một loại protein thường được tìm thấy trong não của bệnh Parkinson, được gọi là alpha-synuclein, cũng gây ra rối loạn chức năng retromer, lysosome lớn và tăng mức ceramide.
Các nhà nghiên cứu cho rằng phát hiện của họ tiết lộ mối liên hệ mới giữa các đặc điểm chưa được kết nối trước đây của bệnh Parkinson.
“Chúng tôi nghĩ rằng công việc của chúng tôi rất quan trọng vì nó chỉ ra một cơ chế tiềm ẩn dẫn đến bệnh Parkinson và có lẽ là bệnh Parkinson.”
GS Hugo J. Bellen
