Các bệnh viêm thần kinh, bao gồm bệnh Alzheimer và chấn thương sọ não, có liên quan đến sự lắng đọng của các protein cứng gọi là fibrin, có nguồn gốc từ yếu tố đông máu fibrinogen. Những trầm tích fibrin tinh hoàn này xảy ra bên ngoài các mạch máu não, dẫn đến cái chết của một số tế bào hệ thần kinh trung ương (tế bào thần kinh) và cuối cùng là suy giảm trí nhớ.
Bây giờ, lần đầu tiên, một nhóm nghiên cứu từ Trường Y morsani tại Trung tâm Y tế Đại học Nam Florida (USF Health) đã báo cáo rằng fibrinogen hòa tan có thể kết nối trực tiếp với các tế bào thần kinh và gây ra phản ứng viêm phá hủy trước khi nó được chuyển đổi thành các phân tử fibrin không hòa tan. Các nhà nghiên cứu tiếp tục phát hiện ra rằng fibrinogen đặc biệt liên kết với hai thụ thể fibrinogen trên bề mặt tế bào thần kinh: protein prion tế bào (PrPC) và phân tử bám dính nội bào-1 (ICAM-1).
Nghiên cứu tiền lâm sàng của họ, mang tên "prion và prion giống như cơ chế trong bệnh tật và chức năng sinh học", đã được công bố trong số đặc biệt của phân tử sinh học.
Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Special issue of biomolecules (yếu tố ảnh hưởng mới nhất: 4.879) vào ngày 18 tháng 9 năm 2021.
Phát hiện này có ý nghĩa đối với việc xác định các liệu pháp nhắm mục tiêu có thể giúp ngăn ngừa hoặc ngăn ngừa thoái hóa thần kinh trong bệnh Alzheimer, chấn thương sọ não hoặc các bệnh viêm thần kinh mãn tính khác liên quan đến tính thấm mạch máu bất thường (rò rỉ) trong não.
"Fibrinogen là một trong những thủ phạm bị lãng quên trong quá trình thoái hóa thần kinh và mất trí nhớ", trưởng nhóm nghiên cứu, Tiến sĩ David lominadze, giáo sư phẫu thuật, dược lý phân tử và sinh lý học tại USF health cho biết. "Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy fibrinogen không chỉ là dấu hiệu của viêm (chỉ số sinh học), mà còn là nguyên nhân có thể gây viêm não".
Tiến sĩ David lominadze
Fibrinogen là một protein được sản xuất tự nhiên trong gan và truyền đến các cơ quan và mô khác qua máu. Fibrinogen nằm ngoài mạch máu và được chuyển đổi thành fibrin bởi thrombin trong quá trình hình thành cục máu đông, đóng một vai trò quan trọng trong việc chữa lành vết thương.
Phòng thí nghiệm của Tiến sĩ lominadze tập trung vào việc tìm hiểu những thay đổi phân tử ảnh hưởng đến lưu thông máu của các mạch máu nhỏ nhất của cơ thể, bao gồm thay đổi vi mạch do viêm, suy giảm khả năng nhận thức, đặc biệt là trí nhớ ngắn hạn.
Các nghiên cứu của Tiến sĩ lominadze và những người khác đã chỉ ra rằng các bệnh viêm có liên quan đến tăng nồng độ fibrinogen trong máu, tăng sản xuất các gốc tự do có khả năng gây hại, kích hoạt tế bào thần kinh và thấm vi mạch. Trong một nghiên cứu trước đây sử dụng mô hình chuột để điều trị chấn thương sọ não nhẹ đến trung bình, nhóm của Tiến sĩ Lominadze báo cáo rằng fibrinogen tích lũy và kích hoạt tế bào hình sao trong không gian giữa microvessels và tế bào hình sao, một loại tế bào não khác kết nối các mạch máu và tế bào thần kinh, sau khi đi qua thành mạch máu. Sự kích hoạt này trùng hợp với sự gia tăng thoái hóa thần kinh và giảm trí nhớ ngắn hạn.
Tiến sĩ David lominadze (ngồi) và Tiến sĩ Nurul sulimai (trái), một nhà nghiên cứu sau tiến sĩ, và Jason Brown, một nhà sinh học cao cấp
Trong nghiên cứu mới nhất này, các nhà nghiên cứu y tế của USF đã kiểm tra xem fibrinogen có thể kết nối trực tiếp với tế bào thần kinh ngoài việc tương tác với tế bào hình sao hay không - rất cần thiết để truyền thông tin và phối hợp tất cả các chức năng sống cần thiết trên khắp cơ thể con người.
Họ đã điều trị các tế bào thần kinh não của những con chuột khỏe mạnh được trồng trong đĩa Petri với fibrinogen. Fibrinogen làm tăng cái chết của các tế bào thần kinh này, không bị ảnh hưởng bởi sự hiện diện hoặc vắng mặt của các chất ức chế thrombin ngăn chặn sự chuyển đổi fibrinogen thành fibrin. Phát hiện này cho thấy fibrinogen hòa tan và fibrin trong giai đoạn sau có tác dụng độc hại tương tự đối với tế bào thần kinh.
Ngoài ra, ngăn chặn chức năng của các thụ thể Fibrinogen PrPc và ICAM-1 trên bề mặt tế bào thần kinh (về cơ bản ngăn chặn sự liên kết chặt chẽ của fibrinogen với các thụ thể này) có thể làm giảm phản ứng viêm dẫn đến thoái hóa thần kinh.
"Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng sự tương tác giữa fibrinogen và tế bào thần kinh dẫn đến sự biểu hiện gia tăng của cytokine interleukin-6 (IL-6), tăng cường tổn thương oxy hóa và tử vong thần kinh, một phần do sự liên kết trực tiếp của nó (tiếp xúc) với PrPc thần kinh và ICAM-1", các tác giả nghiên cứu viết.
Sự tương tác của fibrinogen plasma với các thụ thể của nó, protein prion tế bào (ở trên) và các phân tử bám dính liên tế bào (bên dưới) trên bề mặt tế bào thần kinh được thể hiện bằng các chấm đỏ bằng cách sử dụng một phương pháp gọi là xét nghiệm nối gần. Sự hiện diện của các chấm đỏ cho thấy sự tương tác giữa protein mục tiêu và thụ thể của nó. Các hạt nhân thần kinh được hiển thị trong màu xanh.
Cần nhiều nghiên cứu hơn. Nhưng nhìn chung, nghiên cứu của USF health cho thấy các vấn đề về trí nhớ ngắn hạn gây ra bởi các bệnh thoái hóa thần kinh do viêm tiềm ẩn có thể được giảm bớt bằng một số can thiệp, Tiến sĩ lominadze nói. Những biện pháp này bao gồm "ức chế viêm nói chung, giảm nồng độ fibrinogen trong máu bằng cách giảm tổng hợp fibrinogen và ngăn chặn sự liên kết của fibrinogen với các thụ thể thần kinh của nó", ông nói.
Nghiên cứu sức khỏe của USF được tài trợ bởi Viện Tim, Phổi và Máu Quốc gia, một phần của Viện Y tế Quốc gia (NIH).
