Prion gây bệnh bò điên và ứng dụng trong y học
Phát hiện nhiều loại protein - prion
Prion có thể biến một protein bình thường thành bất thường gọi là protein-prion. Chữ prion thường gắn liền với ấn tượng xấu. Ngày nay đã tìm thấy nhiều loại protein-prion, chứ không phải chỉ có một loại gây bệnh não xốp (Creutzfeldt-Jakob). Trong chúng có những loại hữu ích.
Adriano Aguzzi, nhà thần kinh học tại Đại học Zurich đã thử nghiệm, phát hiện ra vấn đề lý thú: Ở nhóm chuột biến đối gen, tế bào bị thiếu các protein-prion, việc truyền tín hiệu xuống các sợi thần kinh sciatic chậm trễ hơn so với nhóm chuột có đủ protein-prion. Theo các nghiên cứu trước đó, Adriano Aguzzi giải thích: Các protein-prion trực tiếp đi đến các tế bào Schwann. Các tế bào này có vai trò bao bọc quanh các tế bào thần kinh sản xuất ra myelin, một loại vật liệu cách nhiệt điện, nhằm hỗ trợ sự truyền tín hiệu giữa các tế bào thần kinh. Khi thiếu các protein-prion, sự dẫn truyền thần kinh sẽ bị trở ngại. Phục hồi protein-prion đến các tế bào Schwann, vỏ bọc myelin được sửa chữa, chức năng truyền tín hiệu trở lại bình thường. Ngoài các protien-prion giúp chuyển tín hiệu thần kinh này, còn phát hiện ra nhiều protein- prion ở những nơi khác, có chức năng riêng biệt.
...Và những ứng dụng bước đầu
Tìm căn nguyên bệnh
Năm 2000, các nhà khoa học Mỹ tiêm chất chiết xuất từ não của người tử vong vì bệnh Alzheimer vào chuột thí nghiệm, thấy chất chiết xuất này kích hoạt tạo thành các mảng protein TAU đặc thù của bệnh Alzheimer. Vào thời điểm ấy, cơ chế truyền bệnh của protein-prion đã được biết, nhưng các nhà y học không quan tâm, vì cho rằng các mảng này tạo thành ngoài các neuron, chất chiết xuất chỉ làm tăng tiến trình phát triển mà không ảnh hưởng trực tiếp đến các neuron.
Sau này các nhà nghiên cứu Anh, Thụy Sĩ lặp lại thử nghiệm này và có cách giải thích khác: Tiêm một phần não của chuột bị bệnh Alzheimer vào não chuột lành để các sợi protein TAU đặc thù của bệnh Alzheimer phân tán trong não chuột lành. Các chuột lành sau đó sẽ mắc bệnh Alzheimer. Các protein-TAU thực chất là protein- prion đặc thù của bệnh Alzheimer. Theo TS. Markus Tolnay, các protein-TAU (tức các protein-prion đặc thù) trong bệnh Alzheimer nằm trong neuron có khả năng vượt ra ngoài màng tế bào, xâm nhập vào các tế bào lành xung quanh làm cho bệnh phát triển. Theo TS. Marc Diamond thuộc Viện đại học California, San Francisco, có sự lây truyền của các protein-TAU đặc thù còn xảy ra ngay giữa các tế bào trong môi trường nuôi cấy. Xét ở khía cạnh nào đó, cách lây truyền của các protein-prion đặc thù trong bệnh Alzheimer giống như cách lây truyền protein-prion trong bệnh bò điên và tương tự như sự lây nhiễm của virut hay vi khuẩn. Vì vậy các nhà khoa học xếp bệnh Alzheimer vào bệnh lây nhiễm mặc dù bản chất sự lây nhiễm này là lây nhiễm qua protein-prion đặc thù chứ không phải lây nhiễm do vi sinh. Điều đặc biệt là các bệnh thoái hóa não có cơ chế tạo ra các mảng protein bất thường (tức các protein-prion) đều có cách lây nhiễm này. Parkinson cũng thuộc dạng bệnh này.
Hướng tìm các thuốc mới
Trường hợp cần ngăn chặn sự phát triển lây lan bệnh do protein- prion có hại:
Một tác động hay tổn thương sẽ để lại dấu ấn ở vòng xoắn, biến một tế bào bình thường thành tế bào có hình dạng kỳ dị với một protein- prion có tính đặc thù. Theo Yury Chernoff, nhà sinh vật tại Viện Công nghệ Georgia, protein- prion như một "bộ nhớ phân tử". Chúng nhớ việc thay đổi tế bào bình thường thành tế bào kỳ dị như thế nào và chuyển tới tế bào lành, lặp lại việc đó. Trên cùng một cá thể thì cách làm này của protein-prion làm bệnh nặng thêm; khi truyền từ vật này sang vật khác hay từ vật sang người thì làm bệnh lây lan. Nếu hóa giải được các protein-prion bất thường này thì chặn được sự phát triển, lây lan bệnh. Theo hướng này các nhà khoa học tạo ra vaccin synuclein. Vaccin này làm chậm được sự tiến triển của Parkinson. Dĩ nhiên người ta cũng có thể tạo nên vaccin hóa giải protein - TAU để làm chậm sự phát triển của Alzheimer. Có thể coi đây như là loại vaccin dùng điều trị (chống bệnh tiến triển nặng, chống bệnh lây lan).
Mặt khác, các tế bào Schawann không đóng vai trò sản xuất myelin mà chỉ tiếp nhận protein-prion, bao bọc lấy myelin, làm cho tế bào thần kinh ngoại vi, tế bào thần kinh nối các cơ quan và chân tay được kết liền (qua truyền tín hiệu) với não hay tủy sống, tạo nên mạng lưới hệ thần kinh trung ương. Protein-prion làm được chức năng này là nhờ PRP. Khi protein-prion thuộc loại xấu thì sự liên kết này không giúp cho sự truyền tín hiệu bình thường mà sẽ gây ra bệnh (ví dụ gây ra rối loạn thần kinh, thoái hóa não).
Claudio Soto, một nhà nghiên cứu thần kinh tại Đại học Texas cho rằng: Nếu protein-prion không đóng vai trò nào trong sự sản xuất myelin thì chỉ cần loại bỏ PRP ở động vật thì protein-prion sẽ không làm được nhiệm vụ này, tức là không thể làm lây nhiễm protein-prion. Thực tế ông và cộng sự đã tạo ra được các động vật không có PRP và không bị lây nhiễm bệnh kiểu prptein-proin. Đây là một hướng có tính chiến lược. Tuy nhiên vấn đề mắc mớ cuối cùng là khi loại bỏ PRP thì liệu sinh vật có những biến đổi gì có hại không?
Trường hợp cần phục hồi sự hư hỏng, thiếu hụt các protein-prion có lợi
Protein-prion cũng là một loại protein, đương nhiên việc sửa chữa khi hư hỏng đòi hỏi phải áp dụng công nghệ gen. Đây là việc khó, chưa thể làm ngay nhưng trong tương lai có thể làm được do sự phát triển nhanh chóng của công nghệ gen hiện đại.
Khi thiếu hụt loại protein-prion đến tế bào Schawann thì tìm cách phục hồi sự thiếu hụt này như đã nói trong một số thí nghiệm của Adriano Aguzzi ở phần đầu. Tuy nhiên, vì chưa hoàn toàn rõ được các protein-prion đi đến các tế bào Schawann và bằng cách nào tế bào Schawann nhận được và giúp việc dẫn truyền tín hiệu thần kinh, nên chưa thể tổng kết quy luật để nhân rộng các kết quả thu được.
Khác với thái độ hãi hùng trước đây với protein-prion, ngày nay, bên cạnh việc cảnh giác với loại xấu, người ta bình tâm coi chúng là một đối tượng nghiên cứu để giải thích căn nguyên bệnh, hướng đến tìm các thuốc mới.
