Một phân tử mới được phát triển bởi các nhà nghiên cứu tại Đại học Bar-Ilan

Năm 2020 trên thế giới có hơn 55 triệu người đang chung sống với bệnh Alzheimer, theo Tổ chức Bệnh Alzheimer Quốc tế. Con số này dự kiến ​​sẽ tăng gần gấp đôi sau mỗi 20 năm và đạt 78 triệu người vào năm 2030 và 139 triệu người vào năm 2050. Năm 2021, báo cáo tình trạng toàn cầu của WHO ước tính chi phí hàng năm trên toàn thế giới cho chứng mất trí nhớ là hơn 1,3 nghìn tỷ USD và dự đoán sẽ tăng lên 2,8 nghìn tỷ USD vào năm 2030.

Tính đến hiện tại, tất cả những loại thuốc được sử dụng trong chữa trị bệnh Alzheimer vẫn thất bại, phần lớn là vì chúng đặt mục tiêu sai lệch dấu ấn sinh học ở một số cá nhân đã có dấu hiệu của bệnh. Tuy nhiên, khi các triệu chứng phát triển, những tế bào não chịu trách nhiệm cho bộ nhớ và ý thức này đã bị tổn thương và không phục hồi được.

Giáo sư Shai Rahimipour từ Hoá học tại Đại học Bar-Ilan ở Israel đã đi đầu về một phương pháp khác là sử dụng kết hợp các dấu ấn sinh học chẩn đoán với các tác nhân trị liệu nhắm mục tiêu nhằm phát hiện và ngăn chặn những dấu hiệu tiền triệu chứng sớm nhất của bệnh Alzheimer. Thể hiện sự hứa hẹn về việc ngăn ngừa sự phát triển của bệnh trước khi bị thiệt hại tế bào não không hồi phục, phương pháp đột phá của Rahimipour đã nhận thu hút sự quan tâm lớn trong cộng đồng y học.

Trong bệnh Alzheimer, một loại protein nhỏ được gọi là amyloid beta sắp xếp sai thành các chất trung gian tạo nên những cấu trúc đại phân tử lớn hơn được gọi là sợi và mảng.

 Do những mảng bám này không nhìn thấy được dưới kính hiển vi mà nhiều nhà khoa học từ lâu đã tin rằng chúng có trách nhiệm gây tổn thương cho não trong nguyên nhân gây bệnh Alzheimer. Nhiều thử nghiệm lâm sàng và đầu tư trị giá cả tỷ đô la đã được chi trong hơn một phần tư thế kỷ nhằm tạo ra những phân tử và kháng thể nhắm mục tiêu và ngăn chặn việc phát triển của sợi xơ và mảng mới. Những phương pháp chữa trị tương tự tỏ ra không thành công và gây ra các phản ứng phụ không thể chịu được. Theo thời gian, bản thân những sợi và mảng được xem là không độc hại, thay vào đó các chất trung gian hoà tan trước đó được gọi là oligomers hiện được cho là nguyên nhân gây ra căn bệnh nói trên.

Các thử nghiệm lâm sàng gần đây với kháng thể nhằm nhắm mục tiêu oligomers đã cho kết quả nhiều triển vọng và một số kháng thể Biogen/Essai Aducanumab và Lecanemab đã nhận được sự phê duyệt của Cục quản lý thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA). Tranh cãi về hiệu quả và những phản ứng phụ cần lưu ý bao gồm xuất huyết vi mô và sưng não làm nổi bật sự cấp thiết của liệu pháp tốt hơn và các công cụ giúp chẩn đoán sớm bệnh Alzheimer nhằm tăng cường chất lượng điều trị. Hơn nữa, phần lớn các kháng thể không đến với não đủ bởi vì hàng rào máu não ngăn chặn sự thâm nhập của protein và kháng thể.

Hiệu quả trên mô hình động vật

Giáo sư Rahimipour và nhóm của ông đã vượt khỏi những trở ngại này bằng cách sản xuất một số peptit tuần hoàn nhỏ phi sinh học và việc sử dụng chúng đã được báo cáo là có hiệu quả trên nhiều mô hình động vật để điều trị giai đoạn tiền triệu chứng sớm của bệnh Alzheimer và chữa bệnh theo cách hướng mục tiêu đến các oligomer. Khi các phân tử này kết hợp trong một ống nghiệm với protein amyloid beta nhỏ, quá trình tạo oligome bị chặn hoàn toàn và không có sự kết hợp nào sau đó xảy ra.

Trong giai đoạn tiếp theo, các nhà nghiên cứu đã ủ những tế bào thần kinh của người bằng các oligome độc hại và các peptit tuần hoàn. Hầu hết các tế bào thần kinh đều còn sống, tuy nhiên một số tế bào thuộc nhóm kiểm soát tiếp xúc với oligomers không có peptide tuần hoàn đã bị tổn thương nghiêm trọng và chết.

Tiếp theo, họ đã kiểm tra tính hiệu quả của những peptide tuần hoàn ở giun C. elegans biến đổi gen với các triệu chứng tương tự như bệnh Alzheimer. Các nhà nghiên cứu đã quan sát thấy rằng việc cho giun ăn các peptide tuần hoàn đã kéo dài đáng kể sự sống của giun và loại bỏ sự phát triển của bệnh bằng cách ngăn ngừa sự xuất hiện các oligomer độc hại ban đầu, cho thấy rằng quá trình này có thể được ngừng lại trong giai đoạn rất sớm của bệnh, ngay cả trước khi oligomers được hình thành.

Sau đó, các nhà nghiên cứu sử dụng phiên bản phóng xạ của peptide tuần hoàn để có được chẩn đoán tiền triệu chứng thông qua Chụp cắt lớp phát xạ Positron (PET), một kỹ thuật thường được sử dụng trong bệnh viện để kiểm tra những con chuột biến đổi gen. Họ ngạc nhiên khi lần đầu tiên phân tử này phát hiện ra các oligomer beta amyloid sớm trong đồi thị, nơi chuyển tín hiệu vận động và cảm giác đến vỏ não của các con chuột chưa có triệu chứng trước khi chúng lây lan sang các phần não khác. Đó là, xác định được thời điểm khởi phát của bệnh trước khi hình thành các sợi và mảng amyloid, cũng như trước khi xuất hiện các triệu chứng của bệnh Alzheimer.

Tiếp theo, sử dụng peptit tuần hoàn và được quan sát theo thời gian về chức năng bộ nhớ và lượng oligomer beta amyloid trong não để điều trị những con chuột biến đổi gen ở giai đoạn tiền triệu chứng. Thông qua hình ảnh phân tử, các nhà nghiên cứu xác định rằng những con chuột không tạo ra một lượng đáng kể oligomers và do đó, không phát triển bất kỳ dấu hiệu nào của bệnh Alzheimer.

Giáo sư Rahimipour cho biết: “Trong các mô hình động vật này, trên thực tế, chúng tôi đã ngăn chặn được dịch bệnh ở giai đoạn đầu, ngay cả trước khi các oligomer được hình thành. Một ưu điểm lớn của các phân tử tổng hợp của chúng tôi, trái ngược với các kháng thể tự nhiên, là chúng không gây miễn dịch và chúng tồn tại trong cơ thể lâu hơn nhiều, do đó có thể cần ít lần tiêm hoặc ứng dụng hơn”. Ông cho biết thêm: “Chế độ thí nghiệm tỉ mỉ của chúng tôi không cho thấy dấu hiệu độc tính và không giống như kháng thể, các phân tử vượt qua hàng rào máu não rất tốt”.

Nghiên cứu của Giáo sư Rahimipour mới đây đã được công bố trên tạp chí kỷ yếu của Viện hàn lâm khoa học quốc gia, với sự cộng tác của các đồng nghiệp từ Đại học Sherbrooke và Đại học Montréal ở Canada. Ông hiện đang nghiên cứu để phát triển các phân tử này thành một loại thuốc thử nghiệm.

Tag: Alzheimer oligomers sợi và mảng