Các nhà nghiên cứu phát hiện ra các cơ chế phân tử liên quan đến chứng tự kỷ và tâm thần phân liệt

Kể từ khi hoàn thành Dự án đột phá về bộ gen người vào năm 2003, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra những thay đổi ở hàng trăm vị trí trong ADN, được gọi là các biến thể di truyền liên quan đến các bệnh tâm thần như rối loạn phổ tự kỷ và tâm thần phân liệt. Hiện nay, một nghiên cứu mới đã phát hiện ra mối liên hệ giữa nhiều thay đổi này trong ADN với hiệu ứng phân tử của chúng trong não, tiết lộ các cơ chế mới gây bệnh.

Trong bài báo mới được công bố trên tạp chí Science, các nhà nghiên cứu tại trường Đại học California, Los Angeles và các cộng sự đến từ hơn 10 tổ chức trên khắp thế giới đã cung cấp bộ dữ liệu lớn nhất từ ​​trước đến nay về hoạt động phân tử của não. Kết quả nghiên cứu cung cấp lộ trình phát triển liệu pháp thế hệ mới cho các bệnh tâm thần.

Trong thập kỷ qua, các nhà khoa học đã tiến hành nghiên cứu di truyền ở những người mắc bệnh tâm thần và so sánh kết quả với những người khỏe mạnh để tìm ra các gen có trình tự khác nhau ở những người mắc bệnh. Kết quả là các nhà khoa học không chỉ phát hiện ra các gen liên quan đến bệnh tật mà còn xác định hàng trăm vị trí ADN nằm giữa các gen, được gọi là ADN điều hòa, được xem là cũng có liên quan.

Các nhà khoa học biết rằng các phần ADN này có thể kiểm soát thời điểm, vị trí và cách thức các gen được bật và tắt theo nhiều cách. Tuy nhiên, việc xác định được "vùng điều hòa" nào ảnh hưởng đến gen nào và do đó, ARN và protein được mã hóa bởi những gen này, lại không đơn giản.

Vào năm 2015, các nhà nghiên cứu tại 15 viện nghiên cứu ở Hoa Kỳ, bao gồm cả UCLA, đã phối hợp với Hiệp hội PsychENCODE để nghiên cứu chi tiết về ADN điều hòa của não. Một dự án trước đó có tên là ENCODE đã phát hiện ra các phần vai trò của ADN điều hòa, nhưng rõ ràng phần vai trò này ở trong não khác so với các cơ quan khác. Hiệp hội PsychENCODE đã phân tích không chỉ các biến thể di truyền liên quan đến bệnh tâm thần, mà cả các mẫu ARN và protein trong 2.188 mẫu ngân hàng não được thu thập từ cả những người khỏe mạnh và những người mắc chứng rối loạn tâm thần.

Trong một bài báo mới, TS. Daniel Geschwind, đồng tác giả nghiên cứu và các cộng sự đã mô tả dữ liệu mới, giúp giải thích vai trò của hàng chục nghìn phần ADN điều hòa trong việc ảnh hưởng đến ARN và protein trong não. Dữ liệu cũng cho thấy các gen thường được biểu hiện cùng thời điểm, gợi mở các quá trình và con đường sinh học mới. Bộ dữ liệu về cơ bản là một mô hình chi tiết về hoạt động phân tử bên trong của bộ não con người, hiện đang được công khai như là điểm khởi đầu cho các nhà nghiên cứu khác khai các cơ chế gây bệnh và xác định các mục tiêu bào chế thuốc tiềm năng.

Trong bài báo thứ hai, TS. Geschwind và các cộng tác viên khác đã sử dụng dữ liệu mới này để xem xét cụ thể cách các phân tử ARN bị rối loạn - hoặc hiện ở mức độ cao, thấp hoặc cấu tạo thay đổi - trong rối loạn phổ tự kỷ, tâm thần phân liệt và rối loạn lưỡng cực.

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng gần 1.700 mẫu trong ngân hàng não và xác định được hàng nghìn phân tử ARN được ghép theo cách khác nhau với các phần khác nhau của vật liệu di truyền hoặc hiện ở mức cao hoặc thấp hơn trong não của những người mắc một trong những bệnh tâm thần.

Trong số những phát hiện bất ngờ trong dữ liệu, mức độ thay đổi của ARN liên quan đến viêm dây thần kinh và các tế bào miễn dịch của não bộ thể hiện những quỹ đạo rất khác nhau ở những người bị tâm thần phân liệt, rối loạn phổ tự kỷ và rối loạn lưỡng cực. Ngoài ra, nghiên cứu đã chứng tỏ tầm quan trọng của việc xem xét các loại tế bào riêng lẻ trong não khi phân tích dữ liệu ARN mới. Trong một số trường hợp, ARN ghép xen kẽ nhau có liên quan đến bệnh tật nhưng chỉ khi ARN được tìm thấy ở một số loại tế bào nhất định. Cuối cùng, vào kết quả ARN, có thể xác định các gen mới liên quan đến khả năng gây: 5 gen liên quan đến rối loạn phổ tự kỷ, 11 gen gây rối loạn lưỡng cực và 56 gen gây tâm thần phân liệt.

Dữ liệu có vai trò quan trọng như điểm khởi đầu cho các nghiên cứu trong tương lai.

Đ.T.V (NASATI), theo https://medicalxpress.com/news/2018-12-uncover-molecular-mechanisms-linked-autism.html, 12/2018