Collagen VI bảo vệ tế bào não chống lại protein amyloid-beta

Các nhà khoa học từ Viện Thần Kinh Gladstone (GIND), UCFS và Stanford đã phát hiện ra rằng một loại collagen nhất định, collagen VI bảo vệ tế bào não chống lại các protein amyloid-beta, được cho là gây ra bệnh Alzheimer (AD)

Mặc dù chức năng của collagen trong sụn và cơ đã được xác định rõ ràng. Nhưng trước nghiên cứu này người ta chưa hề biết rằng collagen VI được tạo ra bởi các tế bào thần kinh trong não. Và nó có thể thực hiện các chức năng quan trọng để bảo vệ thần kinh.

Nhóm nghiên cứu do giám đốc GIND Lennart Mucke dẫn đầu đã báo cáo trên tạp chí Nature Neuroscience, rằng collagen VI được tăng lên trong các mô não của bệnh nhân Alzheimer.

Tiến sĩ Mucke cho biết: “Lần đầu tiên chúng tôi nhận thấy sự gia tăng collagen VI trong não của mô hình chuột AD. Điều này đã truyền cho chúng tôi cảm hứng để tìm kiếm loại này trong cơ thể người và xác định vai trò của chúng đối với căn bệnh nói trên.”

Nhóm Gladstone đã lập hồ sơ những thay đổi trong biểu hiện gen bằng cách sử dụng các DNA gen chip để cung cấp một phương pháp khách quan nhằm xác định các con đường sinh học quan trọng. Bằng cách so sánh tất cả các gen hoạt động trong mô bệnh và mô thường, người ta có thể thu được thông tin có giá trị về các con đường mới và các mục tiêu điều trị tiềm năng.

Các nhà nghiên cứu đã xem xét hồi răng – một khu vực cụ thể của não đóng vai trò quan trọng đối với trí nhớ và đặc biệt dễ bị tổn thương ở AD. Đồng thời so sánh các gen được bật và tắt ở chuột bình thường và chuột mắc AD. Phân tích này cho thấy sự gia tăng đáng chú ý của collagen VI trong não của những con chuột thuộc mẫu AD.

Dựa trên phát hiện ban đầu này, nhóm nghiên cứu đã kiểm tra mô não của bệnh nhân AD và người bình thường không bị sa sút trí tuệ. Qua kiểm tra, họ nhận thấy rằng biểu hiện collagen VI ở bệnh nhân AD cũng cao hơn. Họ còn phát hiện thêm rằng nguồn tế bào của collagen VI trong não là tế bào thần kinh. Đây chính là tế bào bệnh tấn công mà chúng ta cần phải luôn ghi nhớ và lưu ý.

“Những phát hiện này thực sự gây ngạc nhiên và thú vị đối với chúng tôi vì không ai biết gì về collagen VI có trong não”, Jason Cheng, bác sĩ, tiến sĩ, đồng tác giả của nghiên cứu cho biết. Dena Duba, bác sĩ, tiến sĩ, đồng tác giả của nghiên cứu bổ sung: “Chúng tôi đặc biệt tò mò liệu collagen VI có góp phần gây tổn thương tế bào thần kinh ở bệnh AD, hay được tạo ra như một cơ chế bảo vệ chống lại nó hay không.”

Để trả lời câu hỏi này và các câu hỏi khác, các nhà khoa học đã thực hiện một loại các thí nghiệm nuôi cấy tế bào chứa nhiều thông tin. Các thí nghiệm này cho thấy rằng amyloid-beta được thêm vào các tế bào thần kinh được nuôi cấy đã làm tăng sự biểu hiện của collagen. Quá trình này cũng có sự tham gia của cytokine TGF-beta điều hòa miễn dịch. Hơn nữa, nhóm nghiên cứu còn phát hiện ra rằng việc tăng lượng collagen VI trong môi trường nuôi cấy sẽ bảo vệ hiệu quả các tế bào thần kinh chống lại các độc tính của amyloid-beta.

Tiến sĩ Mucke cho biết: “Tác dụng bảo vệ nổi bật này cho thấy rằng việc tăng cường sản xuất collagen VI tế bào thần kinh là một thành phần quan trọng trong việc bảo vệ tế bào não chống lại amyloid-beta. Nó khiến chúng tôi thực sự tò mò về các cơ chế cơ bản.”

Để nắm bắt được các cơ chế này, nhóm của Tiến sĩ Mucke đã kiểm tra sự tương tác trực tiếp của collagen VI với amyloid-beta. Họ đã xem xét cách amyloid-beta tấn công từng tế bào thần kinh trong nuôi cấy tế bào. Các tổ hợp amyloid-beta nhỏ có chứa độc, được gọi là oligome. Chúng liên kết mạnh mẽ với các tế bào thần kinh dễ bị tổn thương trong não. Nhưng với sự hiện diện của collagen VI, liên kết này đã bị chặn lại. Sử dụng hóa mô miễn dịch và kính hiển vi lực nguyên tử, họ đã chỉ rang rằng collagen VI và amyloid-beta tạo thành các tập hợp lớn với nhau có thể cô lập các phức hợp amyloid-beta nhỏ hơn, độc hại hơn khỏi tế bào thần kinh.

Tiến sĩ Dubal cho biết: “Chúng tôi rất mong muốn có thể khám phá ra cách quy trình này có thể được tăng cường về mặt trị liệu. Và cả cách mà chúng tôi có thể tận dụng nó tốt nhất để phát triển các phương pháp điều trị hiệu quả hơn cho tình trạng tàn khốc này.”