Nhóm nghiên cứu cho rằng bằng cách tập trung vào những tác nhân ngoại di truyền (Epigenetics, chỉ những thay đổi trên gene không phải do trình tự sắp xếp DNA), họ có thể đảo ngược sự suy giảm trí nhớ trên động vật thí nghiệm.
Nghiên cứu được thử nghiệm trên các con chuột mang đột biến gene bệnh Alzheimer gia đình (chỉ việc trong gia đình có hơn một người mắc bệnh) và trên mô não chết của người mắc bệnh Alzheimer.
Tác giả chính của bài báo là TS. Zhen Yan hiện đang làm việc tại Trường Y học và Khoa học y sinh Jacobs thuộc ĐH Buffalo (Mỹ).
Alzheimer có mối liên quan đến các bất thường ngoại di truyền.
Bệnh Alzheimer là kết quả từ các nhân tố rủi ro đến từ cả gene và môi trường. Chúng kết hợp lại tạo nên các thay đổi ngoại di truyền, dẫn đến thay đổi biểu hiện gene. Tuy nhiên đến nay ít ai hiểu được quá trình này xảy ra như thế nào.
TS. Yan cho biết những thay đổi ngoại di truyền của Alzheimer xảy ra chủ yếu ở giai đoạn muộn, khi bệnh nhân đã không thể nhớ được những thông tin mới học gần đó và có những biểu hiện suy giảm nhận thức mạnh.
Một lý do chính dẫn đến sự suy giảm nhận thức là do cơ thể mất đi các thụ thể glutamate – thụ thể đóng vai trò quan trọng cho việc học và hình thành trí nhớ ngắn hạn.
Việc suy giảm các thụ thể glutamate sẽ ảnh hưởng đến hoạt động trí nhớ của não
“Chúng tôi thấy rằng với bệnh Alzheimer, các cấu trúc đơn vị con của thụ thể glutamate ở vỏ não trước bị sụt giảm, dẫn đến việc các tín hiệu kích thích bị gián đoạn, làm suy giảm hoạt động của trí nhớ”, TS. Yan cho hay.
Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng việc mất thụ thể glutamate là kết quả của quá trình ngoại di truyền, hay còn gọi là quá trình ức chế sửa đổi protein histone. Nhóm nghiên cứu cho biết quá trình này gia tăng đối với bệnh nhân Alzheimer và được quan sát thấy trên cả chuột thí nghiệm và cả mô não chết của bệnh nhân Alzheimer.
TS. Yan giải thích rằng các bộ điều biến protein histone sẽ làm thay đổi cấu trúc của nhiễm sắc chất (chromatin, một tổ chức bậc thấp hơn DNA và nhiễm sắc thể). Những nhiễm sắc chất sẽ điều khiển cách thức vật liệu di truyền tiếp cận bộ máy phiên mã tế bào.
“Sự điều chỉnh protein histone bất thường có liên hệ với bệnh Alzheimer chính là thứ kìm hãm biểu hiện gene, làm giảm thụ thể glutamate, dẫn đến việc mất chức năng của xi náp (synapse) và giảm trí nhớ”, TS. Yan nói
Hướng đến các loại thuốc tiềm năng
Hiểu được quá trình trên đã mở ra một hướng đi tiềm năng cho việc điều chế thuốc, bởi quá trình ức chế sửa đổi protein histone có thể được kiểm soát hoặc xúc tác bằng các enzyme.
“Nghiên cứu này không chỉ cho thấy mối tương quan giữa những thay đổi ngoại di truyền và bệnh Alzheimer, mà còn cho thấy có thể điều chỉnh các rối loạn chức năng nhận thức bằng cách nhắm vào những enzyme ngoại di truyền để khôi phục thụ thể glutamate”, TS. Yan chia sẻ.
TS. Zhen Yan, Trường Y học và Khoa học y sinh Jacobs của ĐH Buffalo, Mỹ.
Các con chuột thí nghiệm mắc bệnh Alzheimer được tiêm 3 lần các loại hợp chất để kìm hãm enzyme kiểm soát quá trình ức chế sửa đổi protein histone.
“Khi chuột thí nghiệm được tiêm chất kìm hãm enzyme này, chúng tôi thấy chức năng nhận thức của chúng được “cứu”. Các vật thí nghiệm được kiểm tra bằng các bài test đánh giá về chức năng nhớ nhận dạng, nhớ không gian và nhớ ngắn hạn".
"Chúng tôi khá ngạc nhiên khi thấy nhận thức của chúng được cải thiện mạnh mẽ” TS. Yan cho hay. “Đồng thời, chúng tôi cũng thấy biểu hiện khôi phục của các thụ thể glutamate và chức năng ở vỏ não trước”.
Các chuyển biến tích cực đó kéo dài được một tuần.
Những nghiên cứu tương lai sẽ tập trung vào việc phát triển những hợp chất có khả năng thâm nhập vào não hiệu quả và lâu dài hơn.
Lợi thế ngoại di truyền
TS. Yan giải thích rằng các rối loạn về não, chẳng hạn như bệnh Alzheimer, thường là các bệnh đa gene, trong đó rất nhiều gene liên quan đến quá tình và mỗi gene lại có tác động khiêm tốn.
Việc tiếp cận ngoại di truyền khá thuận lợi bởi các quá trình ngoại di truyền kiểm soát không chỉ một mà còn nhiều gene.
“Việc tiếp cận ngoại di truyền có thể điều chỉnh một mạng lưới các gene, do đó sẽ cùng khôi phục được các tế bào về trạng thái bình thường và khôi phục được chức năng phức tạp của não”, TS. Yan giải thích.
"Chúng tôi đã cung cấp bằng chứng cho thấy sự kiểm soát ngoại di truyền bất thường trong biểu hiện và hoạt động của thụ thể glutemate đã đóng góp vào việc suy giảm nhận thức của bệnh Alzheimer. Nếu nhiều gene rối loạn của bênh Alzheimer được bình thường hóa bằng cách kiểm soát các enzyme biểu sinh cụ thể thì sẽ có khả năng khôi phục chức năng nhận thức và hành vi".
Nghiên cứu này được tài trợ 2 triệu USD (R01-AG056060) từ Viện Lão hóa, thuộc Viện Y tế quốc gia (Mỹ), chuyên tập trung vào các chiến lược điều trị mới cho bệnh Alzheimer.