Sau khi nghiên cứu quá trình vận chuyển tế nào ở mô hình của chuột và ruồi, các nhà khoa học cho răng khi phân tử phân huỷ protein của các tế bào ngưng vận chuyển sẽ dẫn đến các bệnh thoái hoá thần kinh như Alzheimer và Parkinson.

Khả năng phân huỷ các protein bị hư hỏng, sai hình dạng hoặc dư thừa là một chức năng buộc phải có của các tế bào trong một cơ thể sống. Quá trình này diễn ra tại các vị trí cụ thể trong tế bào.

Những vị trí này có thể cách tế bào trong các tế bào thần kinh hơn 1 mét do chúng nằm dọc theo sợi trục của mình – là những sợi mỏng, dài liên kết chúng với những tế bào thần kinh khác. Các tế bào sử dụng bộ máy phân tử phức tạp được gọi là proteasomes – là các phức hợp protein để tiêu huỷ các protein không cần thiết hoặc các protein hư hỏng bởi các quá trình tổng hợp và phân giải của cơ thể. Trong khi đó bệnh thoái hoá thần kinh có những đặc điểm nổi bật chính là sự tích tụ các protein cần bị phân huỷ. Chẳng hạn sự tích tụ beta-amyloid trong bệnh Alzheimer hay alpha-synuclein trong bệnh Parkinson.

            Khi các protein không bị phân huỷ dần tích luỹ lại, các protein này liên kết với nhau và dính vào các chất khác, dẫn tới tình trạng tắc nghẽn ở các tế bào não, từ đó làm hư hỏng và sai lệch chức năng của chúng. Dần dần, các tế bào ngừng hoạt động và chết.

VẬN CHUYỂN THẤT BẠI

            Nghiên cứu mới - thực hiện bởi các nhà khoa học thuộc Đại học Rockefeller ở thành phố New York - ủng hộ quan điểm rằng sự cố khi proteasome không được vận chuyển rất có thể là nguyên của sự tích luỹ protein xảy ra trong các căn bệnh thoái hoá thần kinh.

            Các nhà nghiên cứu đã cho biết đây là nghiên cứu đầu tiên tìm ra cơ chế mà các proteasome được vận chuyển đến các đầu dây thần kinh để thực hiện chức năng của mình, khi cơ chế này bị phá vỡ sẽ gây ra nhưng hậu quả nghiêm trọng đối với chức năng cũng như sự tồn tại của các tế bào thần kinh.

            Trong nghiên cứu, các nhà khoa học đã kiểm tra và theo dõi proteasome ở ruồi giấm và chuột. Từ đó, họ phát hiện ra rằng chất ức chế proteasome 31 (PI31) đóng vai trò quan trọng khi vận chuyển proteasome ở các sợi trục thần kinh.

            PI31 đã giúp proteasome kết hợp với các phân tử cùng vận chuyển với chúng và cúng thúc đẩy sự chuyển động của các phân tử này. Sự thiếu vắng PI31 làm cho quá trình bị ngưng trệ.

THAO TÁC Ở GEN MANG LẠI PHÁT HIỆN MỚI

            Ở một nghiên cứu khác, các nhà nghiên cứu đã kiểm tra PI31 cẩn thận và kỹ càng hơn bằng cách điều khiển gen của nó.

            Họ sắp xếp những con chuột có gen PI31 lặn trong hai loại tế bào não có sợi trục dài. Khi gen bị ngừng, những tế bào đó không thể tạo PI31 và vận chuyển proteasome. Các nhà khoa học đã thấy được điều này dẫn đến sự tích luỹ các protein bất thường ở cuối sợi trục dài.

Họ cũng phát hiện rằng những tế bào thần kinh thiếu PI31 có hình dạng kỳ lạ. Các cấu trúc bị khiếm khuyết đặc biệt gây chú ý ở các nhánh sợi trục và ở các khớp thần kinh, tạo thành các điểm nối giữa các nơ-ron. Điều đáng quan tâm là những thay đổi cấu trúc dần trầm trọng hơn theo sự tăng lên của tuổi.

TIỀM NĂNG TẠO RA PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU TRỊ MỚI

            Các nhà nghiên cứu tin rằng những phát hiện của họ sẽ góp phần bổ sung kiến thức và hiểu biết về sự quan trọng của PI31 trong các căng bệnh về thoái hoá thần kinh. Chẳng hạn như, có một type thuộc bệnh Parkinson xuất hiện sớm hơn so với các type khác do đột biến gen PARK15. Các nhà khoa học đã đề xuất rằng do PARK15 tương tác với PI31, sự gián đoạn của nó có thể gây cản trở hoạt động của proteasome.

            Các nhà nghiên cứu cũng phát hiện ra cách sử dụng PI31 và các phân tử mà nó tương tác cùng qua việc sử dụng thuốc. Họ hy vọng điều này sẽ mở ra một tương lai tốt hơn cho những phương pháp điều trị cũng như sớm can thiệp vào quá trình phát triển bệnh.

            Hiện các nhà nghiên cứu đang tiếp tục tìm kiếm làm cách nào để khiến những proteasome bị ngừng có thể vận chuyển trở lại.

            Mặc dù những nghiên cứu chỉ là bước đầu nhưng đã mở ra hướng đi cho việc điều trị các căn bệnh thoái hoá thần kinh – những bệnh đang gặp khó khăn trong hiệu quả điều trị.