Trung tâm công nghệ sinh học Thành Phố Hồ Chí Minh

Các nhà sinh học ở Viện Nghiên cứu Khoa học Cơ bản (Institute of Basic Science-IBS) đã khám phá ra một cơ chế then chốt điều khiển sự phát triển bình thường cũng như sai lệch của những mạch máu mới.
 

Hình: Hệ thống YAP/TAZ rất quan trọng đối với sự hình thành mạch máu ở võng mạc và chuột mất hệ thống này sẽ bị chứng khiếm thị. Nguồn: IBS

Các mạch máu mới phân nhánh từ những mạch máu có sẵn thông qua một quá trình gọi là sự hình thành mạch (angiogenesis). Mặc dù điều này rất cần thiết cho sự tồn tại, phát triển và làm lành vết thương; ở phương diện ngược lại, nó cũng nuôi sống và phát triển các khối u ác tính, cũng như một số căn bệnh khác. Các nhà khoa học ở Trung tâm nghiên cứu về mạch máu, IBS, cùng với  Giáo sư Sinh học LIM Dae-Sik, viện KAIST (Korea Advanced Institute of Science and Technology) đã khám phá ra một cơ chế điều khiển then chốt cho quá trình này, đây có thể sẽ trở thành tiêu điểm chữa trị tiềm năng cho các bệnh có liên quan đến sự hình thành mạch máu.

Các tế bào nội mô (endothelial cell- EC) là nhân tố chính trong sự hình thành mạch. Quá trình hình thành mạch máu mới liên quan đến việc di cư (cell migration), tăng trưởng, và hình thành liên kết giữa các tế bào EC (junction formation). Các tế bào EC sử dụng “khung xương tế bào” của chính mình để di chuyển, các tế bào EC ở phía đầu được gọi là các tế bào chóp (tip cells) và ở phía cuối là các tế bào cuống (stalk cells). Các tế bào chóp hình thành phần mở rộng giúp chúng xâm nhập vào các mô liên kết. Sau đó, khi các mạch máu mới phát triển nở rộng từ những mạch máu hiện hữu, các tế bào cũng cần những liên kết bền chặt để giúp “gia cố” cho thành mạch. Mỗi giai đoạn trên được kiểm soát chặt chẽ bởi một số protein, mà chức năng của chúng chỉ mới được hiểu một cách rất sơ khai.

Nhóm nghiên cứu nhận thấy rằng khi được cảm ứng bởi các nhân tố kích thích, các protein YAP và TAZ có vai trò rất quan trọng trong việc đâm nhánh, hình thành và hoàn thiện thành mạch máu mới. YAP và TAZ cùng phối hợp hoạt động và được gọi là hệ thống YAP/TAZ. Hệ thống YAP/TAZ bị ức chế bởi con đường tín hiệu Hippo, một “cơ chế liên lạc cấp độ phân tử” nhằm điều chỉnh kích thước bình thường của các cơ quan. Điều ngạc nhiên là đột biến trên protein tham gia vào con đường này thường tạo ra những cơ quan to bất thường, vì vậy thuật ngữ “hippo” (hà mã) bắt nguồn từ đây.

Các nhà khoa học phát hiện nếu họ biểu hiện quá mức hệ thống YAP/TAZ, các tế bào EC sẽ hình thành vô số các nhánh mở rộng và tăng cường sự phát triển bất thường của các mạch máu, tương tự như ở các khối u. Mặc khác, việc loại bỏ YAP/TAZ khỏi chuột 2 ngày tuổi gây ra sự phát triển kém của mạch máu nơi võng mạc, làm giảm thị lực, và gây chảy máu trong một số vùng trên não. Sau cùng, các tế bào chóp của EC sẽ ngưng phát triển.

Hệ thống YAP/TAZ kích thích sự tái lập của khung xương tế bào, cũng như sự phân bổ các protein giúp gắn kết các tế bào EC. Vì lý do này, hệ thống YAP/TAZ rất thiết yếu cho sự hình thành hệ thống “phòng vệ mạch máu” nơi võng mạc và não, giúp bảo vệ mắt và não khỏi các chất độc hại có trong máu.

Vì cơ chế hình thành mạch máu cũng là gốc rễ của của một số căn bệnh, nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm trên mô hình chuột mất thị lực, giống như ở người lớn tuổi bị mất thị lực do mắc phải chứng thoái hóa điểm vàng liên quan đến tuổi tác. Căn bệnh này được chẩn đoán là do chứng chảy máu trong hệ thống mạch máu võng mạc và sự phát triển của các mạch máu phía dưới võng mạc. Bằng cách này, nhóm nghiên cứu xác định hệ thống YAP/TAZ cũng liên quan đến sự hình thành mạch máu bệnh lý ở người trưởng thành. “Việc hiểu được sự hình thành mạch máu ở cấp độ phân tử sẽ giúp chúng ta giải quyết các bệnh liên quan đến sự hình thành mạch máu do thoái hóa điểm vàng ở người lớn tuổi và bệnh ung thư,” KOH Gou Young, đồng tác giả nghiên cứu, kết luận.