Trung tâm công nghệ sinh học Thành Phố Hồ Chí Minh

Bộ não bao gồm hàng tỷ tế bào thần kinh, vốn là những tế bào dễ bị tổn thương cần có môi trường bảo vệ để hoạt động bình thường. Môi trường mỏng manh này được bảo vệ bởi hệ thống mạch chuyên biệt dài 400 dặm được thiết kế để hạn chế sự tiếp xúc của bất kì chất nào với não. Hàng rào máu não này rất cần thiết để bảo vệ não khỏi các chất độc và mầm bệnh. Nhưng trong bối cảnh của bệnh thần kinh, rào cản này lại "trở thành kẻ thù tồi tệ nhất của bạn" vì nó ngăn chặn sự di chuyển của thuốc điều trị - Anne Eichmann, Tiến sĩ, Giáo sư Y khoa Tim mạch và sinh lý học phân tử và tế bào, cho biết.

Trong nhiều năm qua, mục tiêu của các nhà khoa học thần kinh cũng như các nhà nghiên cứu sinh học mạch máu là tìm ra “viên đạn ma thuật” để tạm thời mở và hàn gắn hàng rào để cho thuốc đi vào. Giờ đây, nhóm của TS. Eichmann đã phát triển một loại kháng thể có vai trò như một công cụ để mở hàng rào máu não trong vài giờ mỗi lần, giúp đưa thuốc đến não bị bệnh. Nhóm nghiên cứu đã công bố phát hiện của mình trên tạp chí Nature Communications vào ngày 4 tháng 3.

TS. Eichmann, tác giả chính của nghiên cứu cho biết: “Đây là lần đầu tiên chúng tôi tìm ra cách kiểm soát hàng rào máu não bằng một phân tử”

Sự phát triển và duy trì của hàng rào máu não phụ thuộc vào con đường tín hiệu Wnt - con đường điều hoà một số quá trình quan trọng của tế bào. Nhóm của TS. Eichmann đã tìm cách tìm hiểu xem liệu con đường này có thể được điều chỉnh để mở ra hàng rào "theo yêu cầu" hay không.

Khi Kevin Boyé, một cộng sự sau tiến sĩ tại ĐH. Yale và là tác giả đứng đầu của nghiên cứu, gia nhập phòng thí nghiệm của TS. Eichmann vào năm 2017, ông đã chọn nghiên cứu một phân tử được gọi là Unc5B, một thụ thể màng nội mô được biểu hiện trong các tế bào nội mô của mao mạch. Ông phát hiện ra rằng nếu loại bỏ thụ thể này ở chuột, chúng sẽ chết sớm trong giai đoạn phát triển phôi thai vì hệ mạch của chúng không hình thành đúng cách. Điều này cho thấy rằng nó là một phân tử quan trọng trong quá trình phát triển mạch máu. Ông cũng phát hiện ra rằng một loại protein được gọi là Claudin5 có vai trò quan trọng trong việc tạo ra các điểm kết nối chặt chẽ giữa các tế bào nội mô của hàng rào máu não - cũng bị giảm đáng kể. Điều này khiến nhóm nghiên cứu nhận ra rằng thụ thể Unc5B có thể đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì hàng rào này.

Chưa có thông tin trước đó về mối liên hệ giữa Unc5B với con đường tín hiệu Wnt. Thông qua nghiên cứu mới này, nhóm đã phát hiện ra rằng thụ thể Unc5B kiểm soát con đường này với vai trò như chất điều hoà đầu nguồn.

Boyé sau đó đã tiến thêm một bước nữa và loại bỏ thụ thể này ở chuột trưởng thành với hàng rào máu não đã được thiết lập sẵn, và nhận thấy rằng hàng rào này vẫn mở khi không có thụ thể. Tiếp theo, ông muốn xác định phối tử nào chịu trách nhiệm về hiệu ứng hàng rào thông qua việc liên kết với các thụ thể và gửi tín hiệu giữa hoặc bên trong tế bào. Ông phát hiện ra rằng một phối tử tên Netrin-1, cũng gây ra khiếm khuyết hàng rào máu khi nó bị loại bỏ.

Tiếp theo, nhóm nghiên cứu đã phát triển một loại kháng thể có thể ngăn chặn Netrin-1 liên kết với thụ thể của nó. Sau khi tiêm kháng thể, nhóm nghiên cứu đã có thể phá vỡ đường truyền tín hiệu Wnt, khiến hàng rào máu não tạm thời mở ra theo yêu cầu.

Boyé nói: “Đó là một hành trình khá hấp dẫn, đặc biệt là sự phát triển của các kháng thể ngăn chặn Netrin-1 của chúng tôi, và việc chúng ta có thể mở hàng rào máu não trong thời gian rất nhạy cảm để thúc đẩy việc phân phối thuốc."

Bởi vì hàng rào máu não ngăn chặn sự xâm nhập của tất cả trừ một nhóm nhỏ các phân tử có kích thước nhỏ, các bệnh thần kinh như Alzheimer, đa xơ cứng, u não và trầm cảm cực kỳ khó điều trị. Kiểm soát được hàng rào sẽ rất hữu ích cho các dự án phân phối thuốc trong tương lai. Nhóm nghiên cứu vẫn chưa xác định được bất kỳ biến chứng tiềm ẩn nào, nhưng có kế hoạch đánh giá hiệu quả và độc tính tiềm ẩn của kháng thể trong nghiên cứu sau này.

TS. Eichmann cho biết: “Điều này mở đường cho những nghiên cứu cơ bản thú vị hơn về cách cơ thể xây dựng một hàng rào chặt chẽ để bảo vệ các tế bào thần kinh và làm thế nào nó có thể được điều khiển cho mục đích phân phối thuốc. Và sau đó, chiến lược này có tiềm năng để sử dụng như một nền tảng phân phối thuốc xâm nhập vào não. "

Trong các nghiên cứu trong tương lai, nhóm hy vọng sẽ hiểu được cách áp dụng những phát hiện của mình vào việc phân phối hóa chất để điều trị khối u não. Hiện họ cũng đang nghiên cứu để xem liệu họ có thể áp dụng kháng thể của mình lên các vùng khác của hệ thần kinh trung ương bên ngoài não hay không.

Nguồn: https://www.sciencedaily.com/releases/2022/03/220316132708.htm