Tăng cường khả năng diệt khuẩn của bạch cầu

Nhóm nghiên cứu đã phát hiện thấy bạch cầu phản ứng trực tiếp với Streptococcus, Staphylococcus, Salmonella và các vi khuẩn khác gây bệnh ở người, bằng cách tăng nồng độ protein được biết như là yếu tố HIF-1 (yếu tố phiên mã cảm ứng giảm oxy không khí thở vào). Protein này lại kích thích bạch cầu để giải phóng các chất kháng khuẩn, tiêu diệt vi khuẩn. Nhóm nghiên cứu cũng nhận thấy, việc xử lý bạch cầu với hóa chất để tăng nồng độ HIF-1 có thể cải thiện khả năng diệt khuẩn của bạch cầu.

Theo Nhóm nghiên cứu, phát hiện này cho thấy một cách tiếp cận tiềm năng mới chữa trị các bệnh nhiễm khuẩn khó chữa, như bệnh gây ra bởi vi khuẩn kháng kháng sinh hoặc vi khuẩn có tác động làm suy giảm hệ thống miễn dịch của bệnh nhân do bị bệnh mãn tính, dùng hóa liệu pháp chữa ung thư hoặc bị AIDS. Thay vì phát triển thuốc chống vi khuẩn, có thể sử dụng các thuốc tăng cường hoạt động của HIF-1 để gia tăng khả năng diệt vi khuẩn của bạch cầu và thúc đẩy chống nhiễm khuẩn thông qua hoạt động đề kháng miễn dịch tự nhiên.

Công trình nghiên cứu trước đây cho thấy mức oxy thấp, như nhận thấy ở vị trí nhiễm khuẩn, hoạt hóa HIF-1 ở đại thực bào và bạch cầu trung tính, là bạch cầu ăn và phân hủy vi khuẩn. Trong nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu nhận thấy, nồng độ HIF-1 ở bạch cầu càng cao, khả năng tiêu diệt vi khuẩn của bạch cầu càng mạnh. Họ còn nhận thấy chuột không có HIF-1 trong đại thực bào và bạch cầu trung tính thì khả năng chống nhiễm khuẩn ở da kém hơn chuột bình thường.

Carole Peyssonaux, tác giả chính, nhà nghiên cứu sau tiến sĩ, cùng với các Giáo sư Johnson và Nizet, cho biết một sự tương quan trực tiếp được thiết lập giữa nồng độ HIF-1 có trong đại thực bào và bạch cầu trung tính của chuột và hiệu quả diệt khuẩn của bạch cầu.

Protein HIF-1 được biết là liên kết ADN của tế bào và hoạt hóa các gen đặc biệt hỗ trợ tế bào hoạt động trong môi trường ít oxy. Các nhà nghiên cứu nhận thấy ở bạch cầu, HIF-1 kích thích sản sinh ra protein nhỏ, enzym và oxyt nitơ, tất cả cùng hợp lực để diệt vi khuẩn xâm nhập.

Họ giải thích, việc tạo chức năng diệt khuẩn quan trọng của bạch cầu dưới sự điều khiển của HIF-1 thể hiện một hệ thống phản ứng có kiểm soát hoàn hảo. Bạch cầu ở trạng thái nghỉ khi chúng di chuyển trong mạch máu giàu oxy, nhưng có thể được kích hoạt khi phản ứng với gradien oxy suy giảm để di chuyển đến các vị trí nhiễm khuẩn. Sau đó, sự đối mặt trực tiếp với vi khuẩn sẽ kích hoạt các bạch cầu trung tính và đại thực bào một cách tối đa. Với sự điều khiển của HIF-1, các gen kháng khuẩn chỉ biểu hiện ở các mô nhiễm khuẩn mà không biểu hiện ở các mô lành, để không gây ra tác hại viêm nhiễm không mong muốn.

Nhận biết được vai trò quan trọng của HIF-1 đối với khả năng diệt khuẩn của bạch cầu giúp các nhà nghiên cứu khám phá các ứng dụng y học tiềm năng của phát hiện này. Với sự hỗ trợ của Emmanuel Theodorakis, Giáo sư hóa học và sinh hóa ở Đại học Califocnia, một nhóm các dược chất có tác dụng gia tăng nồng độ HIF-1 trong tế bào đã được lựa chọn. Các chất này cải thiện đáng kể khả năng của đại thực bào diệt vi khuẩn. Theo Theodorakis, phát hiện của các nhà nghiên cứu là bằng chứng cho quan niệm rằng các phân tử nhỏ có thể có tác dụng có ích nhờ điều khiển sự sản sinh protein HIF-1 trong bạch cầu.