Trung tâm công nghệ sinh học Thành Phố Hồ Chí Minh

Hình ảnh được chụp bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM) cho thấy vi khuẩn Salmonella (màu đỏ) xâm nhập vào tế bào miễn dịch (màu vàng). Salmonella typhi là nguyên nhân gây sốt thương hàn. Các nhà nghiên cứu tại Duke đã khám phá ra tính đa dạng di truyền ở người có thể liên quan đến sự xâm nhiễm của Salmonella vào tế bào và nguy cơ sốt thương hàn ở người.
 

Statin (những chất ức chế cạnh tranh với hydroxymethylglutaryl coenzym -HMG-CoA reductase, ngăn cản chuyển HMG-CoA thành mevalonat, tiền chất của cholesterol) mà các bệnh nhân đang sử dụng để giảm nguy cơ đau tim hoặc đột quỵ, nay còn có thể giúp chống lại các bệnh truyền nhiễm, bao gồm sốt thương hàn, bệnh chlamydia và sốt rét.

Các nhà khoa học thuộc Đại học Duke gần đây đã phát hiện một biến thể gene ảnh hưởng đến hàm lượng cholesterol có thể làm tăng nguy cơ mắc bệnh sốt thương hàn. Họ cũng chỉ ra rằng loại thuốc phổ biến có tác dụng giảm cholesterol (ezetimibe hoặc Zetia) có thể bảo vệ cá ngựa chống lại sự lây nhiễm Salmonella typhi.

Các nghiên cứu được trình bày trong Kỷ yếu tuần của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia (National Academy of Sciences), đưa ra các cơ chế kiểm soát sự nhạy cảm của con người đối với bệnh truyền nhiễm. Họ cũng nêu ra những con đường để bảo vệ những người dễ bị xâm nhiễm bởi các mầm bệnh - như vi khuẩn Salmonella – chúng phá hủy cholesterol để lây nhiễm vào các tế bào chủ.

Tiến sĩ bác sĩ Dennis C. Ko, trợ lý giáo sư về Di truyền học phân tử và Vi sinh tại khoa Y, Đại học Duke là tác giả của nghiên cứu cho biết “đây chỉ là bước khởi đầu”. “Chúng ta cần phải thử cách tiếp cận này trên các mô hình sinh vật khác nhau, chẳng hạn như chuột, và có thể thử nghiệm với các mầm bệnh khác nhau, trước khi cân nhắc điều trị cho người. Điều thú vị là nghiên cứu của chúng tôi đưa ra một kế hoạch chi tiết để kết hợp các kỹ thuật khác nhau và cách thức tiến hành để tìm hiểu vì sao một số người lại dễ mắc bệnh hơn những người khác”.

Vào cuối thế kỷ trước, người nhập cư gốc Ireland, Mary Mallon được gọi với tên "Mary thương hàn" sau khi cô truyền bệnh cho hơn 50 người ở New York. Mallon dường như miễn nhiễm với vi khuẩn mà cô có trong cơ thể, và nhiều người tiếp xúc với đầu bếp nổi tiếng này không bao giờ bị truyền bệnh. Điều gì làm cho họ khác nhau?

Dennis C. Ko từ lâu đã bị hấp dẫn bởi câu hỏi đó. Tuy nhiên, việc cố gắng giải thích sự khác biệt giữa những người mắc bệnh và không mắc bệnh khi họ đều có nguy cơ bị bệnh có thể rất phức tạp: bạn không thể luôn biết ai đó vẫn khỏe mạnh do yếu tố di truyền hay do phơi nhiễm không đủ để mắc bệnh và thậm chí cả khi người đó đã bị phơi nhiễm thì có thể cũng có vô số các yếu tố môi trường khác tác động vào.

Thay vì quan sát thực tế trên người, Dennis C. Ko và nhóm của ông đã thử nghiệm trên hàng trăm dòng tế bào từ những người tình nguyện khỏe mạnh, cho các dòng tế bào tiếp xúc với cùng một lượng Salmonella typhi được đánh dấu huỳnh quang màu xanh lá cây. Họ quan sát sự biến đổi di truyền để đánh giá tỷ lệ xâm nhiễm của vi khuẩn vào tế bào.

Các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng một nucleotide duy nhất trên gene VAC14 có liên quan đến mức độ xâm nhập của vi khuẩn vào tế bào. Khi gene này được loại bỏ, các tế bào bị xâm nhiễm dễ dàng hơn và nhiều tế bào phát huỳnh quang xanh rực rỡ được quan sát thấy. Họ cũng bất ngờ phát hiện thấy những tế bào bị xâm nhiễm này có mức cholesterol cao hơn, thành phần thiết yếu của màng tế bào giúp Salmonella liên kết xâm chiếm tế bào chủ.

Dennis C. Ko muốn biết liệu sự khác biệt này có liên quan đến quần thể con người hay không. Qua nghiên cứu các tài liệu khoa học, ông quyết định liên hệ với một nhà nghiên cứu làm việc tại Việt Nam, Tiến sĩ Sarah Dunstan, người đã nghiên cứu bệnh sốt thương hàn tại đây. Khi Dunstan xét nghiệm 1000 mẫu DNA người Việt Nam, một nửa trong số đó bị sốt thương hàn và một nửa còn lại không mắc bệnh, bà ấy phát hiện biến thể gene VAC14 có liên quan đến nguy cơ cao bị sốt thương hàn. Bước tiếp theo là nghiên cứu giải pháp để sửa chữa sự nhạy cảm đó.

Dennis C. Ko cho rằng “Việc khám phá ra cơ chế này rất quan trọng vì có rất nhiều người đang dùng thuốc hạ cholesterol, đặc biệt là statin”. “Chúng tôi tự hỏi liệu những loại thuốc tương tự có thể được dùng để làm giảm nguy cơ nhiễm Salmonella”.

Monica Alvarez, một sinh viên cao học trong phòng thí nghiệm của Ko và là tác giả chính của nghiên cứu này, có một số kinh nghiệm nghiên cứu trên cá ngựa, vì vậy họ quyết định bắt đầu ở đó. Cô đã hòa thuốc hạ cholesterol (ezetimibe hoặc Zetia) vào nước và sau đó tiêm cho cá đã bị nhiễm Salmonella typhi. Cô phát hiện ra rằng những con cá được thử nghiệm có khả năng tiêu diệt vi khuẩn khỏi cơ thể và sống sót.

Tiếp theo, các nhà nghiên cứu dự định thực hiện các thí nghiệm tương tự trên chuột và có thể thử thực hiện các nghiên cứu hồi cứu trên người đã dùng thuốc hạ cholesterol. Họ muốn khám phá liệu phương pháp này có thể bảo vệ cơ thể khỏi các bệnh truyền nhiễm khác và sàng lọc các tác nhân gây bệnh khác dựa vào mức độ cholesterol ở một vài thời điểm trong quá trình nhiễm trùng.
“Cách tiếp cận di truyền người dựa trên tế bào của chúng tôi là một cách để chúng ta kết nối sinh học tế bào với bệnh tật ở người", Ko nói. "Bằng cách tìm ra cơ chế này, bạn có thể khám phá ra các chiến lược điều trị mà bạn sẽ không nghĩ đến khi chỉ dựa vào liệu pháp gene”.

Nguồn: Nguồn: https://www.sciencedaily.com/releases/2017/08/170821151049.htm