Kết quả, được công bố vào ngày 27/11 trong tạp chí Cell Reports, giúp tìm ra các phương pháp điều trị mới cho chứng đau nửa đầu, mất ngủ và các rối loạn rối loạn nhịp sinh học có liên quan đến chứng rối loạn chức năng nhận thức, ung thư, béo phì, kháng insulin, hội chứng rối loạn chuyển hóa,...
Giáo sư Salkin Panda, tác giả của nghiên cứu, cho biết: “Chúng ta liên tục tiếp xúc với ánh sáng nhân tạo từ màn hình máy tính và dành cả ngày trong nhà hoặc thức khuya vào ban đêm. Lối sống này sẽ gây ra sự gián đoạn nhịp sinh học và các hậu quả có hại cho sức khỏe."
Mặt sau nhãn cầu được bao phủ bởi một màng cảm giác gọi là võng mạc, nơi này chứa một quần thể nhỏ các tế bào cảm biến ánh sáng, hoạt động giống như các điểm ảnh trong máy ảnh kỹ thuật số. Khi những tế bào này liên tục tiếp xúc với ánh sáng, một loại protein gọi là melanopsin sẽ được sinh ra, báo trực tiếp mức độ ánh sáng xung quanh lên não để điều chỉnh nhận thức, giấc ngủ và sự tỉnh táo. Melanopsin đóng một vai trò then chốt trong việc đồng bộ hóa đồng hồ sinh học của chúng ta sau mỗi 10 phút mắt tiếp xúc với ánh sáng, đồng thời ngăn chặn sự hình thành của hormone melatonin gây cảm giác buồn ngủ.
"So với các tế bào cảm biến ánh sáng khác trong mắt, các tế bào melanopsin chỉ có phản ứng khi tiếp xúc với ánh sáng kéo dài, thậm chí là chỉ dài hơn một vài giây. Điều này rất quan trọng, bởi vì đồng hồ sinh học của chúng ta cũng được thiết kế để chỉ phản ứng với loại ánh sáng này." Ludovic Mure, tác giả chính của nghiên cứu nói.
Trong nghiên cứu mới này, các nhà nghiên cứu tại Salk đã sử dụng các công cụ phân tử để kích thích sự sản xuất melanopsin trong tế bào võng mạc ở chuột. Họ phát hiện ra rằng, một số tế bào sản sinh melanopsin có khả năng duy trì phản ứng với ánh sáng khi tiếp xúc với các xung ánh sáng lặp đi lặp lại, trong khi những tế bào khác bị giảm độ nhạy.
Bên cạnh đó, các nhà khoa học cũng đã phát hiện ra một loại protein gọi là arrestins và nhận thấy rằng, những protein arrestins này là nhân tố cần thiết cho tế bào sản sinh melanopsin tiếp tục phản ứng với ánh sáng kéo dài. Khi những con chuột thiếu một trong hai loại protein arrestin là beta arrestin 1 và beta arrestin 2 thì các tế bào võng mạc sản sinh melanopsin đã không duy trì độ nhạy của chúng với ánh sáng. Nguyên nhân là do protein arrestin đã hỗ trợ sự sản sinh melanopsin trong các tế bào võng mạc.
"Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy hai 2 loại protein arrestin đã hoàn thiện việc tái tạo melanopsin theo một cách đặc biệt. Một loại làm giúp các tế bào phản ứng với ánh sáng, và loại kia giúp protein melanopsin tái tạo lại khả năng cảm biến ánh sáng của võng mạc," Panda nói
Bằng cách hiểu rõ hơn về sự tương tác của melanopsin trong cơ thể và mắt phản ứng với ánh sáng như thế nào, Panda hy vọng sẽ tìm thấy những biện pháp mới để chống các bệnh liên quan đến rối loạn nhịp sinh học. Trước đây, nhóm nghiên cứu của Panda đã phát hiện ra một loại chất hóa học (gọi là opsinamides) có thể ngăn chặn hoạt động của melanopsin ở chuột mà không ảnh hưởng đến thị lực của chúng. Hóa chất này hứa hẹn một viễn cảnh tiềm năng giúp giải quyết chứng quá mẫn cảm với ánh sáng ở người bị đau nửa đầu. Các nhà nghiên cứu sẽ tìm hiểu cách thức tác động lên melanopsin để thiết lập lại các đồng hồ sinh học để điều trị chứng mất ngủ.