Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra cơ chế mà bằng cách nào đó protein optineurin tạo ra 'các túi rác' (màu xanh lá cây) xung quanh ty thể bị hư hỏng (màu đỏ), đánh dấu để loại bỏ chúng.
Chúng ta có thể tiến gần thêm một bước nữa đến việc phát triển phương pháp điều trị bệnh Parkinson nhờ nghiên cứu mới của Úc đã phát hiện ra cách một loại protein gọi là optineurin hoạt động theo một cách khác biệt để loại bỏ các ty thể bị tổn thương khỏi não.
Ty thể là nhà máy điện của các tế bào của chúng ta. Chúng kết hợp oxy với các phân tử nhiên liệu - đường và chất béo - từ thức ăn, phá vỡ chúng để tạo ra năng lượng. Khi ty thể bị lỗi, các tế bào không có đủ năng lượng và các phân tử oxy và nhiên liệu không được sử dụng tích tụ trong tế bào, gây ra các hư hỏng thương tổn. Ty thể bị hư hỏng có liên quan đến nhiều bệnh khác nhau, bao gồm cả bệnh Parkinson.
Khi chúng bị hỏng, ty thể thường được loại bỏ và tái chế bởi hệ thống xử lý rác thải của cơ thể qua một quá trình gọi là nguyên phân. Các nhà nghiên cứu từ Viện Walter và Eliza Hall (WEHI) đã kiểm tra các cơ chế phân tử làm cơ sở cho việc loại bỏ các ty thể bị hư hỏng, đặc biệt ở trong bối cảnh bệnh Parkinson nhờ đó đã tạo ra một khám phá quan trọng trong quá trình này.
Cách cơ thể loại bỏ ty thể bị hư hỏng là một quá trình theo tầng. Protein PINK1 theo dõi sức khỏe của ty thể. Khi một vấn đề được phát hiện, nó sẽ kích hoạt một loại protein khác đó là Parkin, để đánh dấu ty thể bị hư hỏng nhằm loại bỏ nó. Sau đó, hai protein này tranh thủ sự trợ giúp của protein thứ ba, optineurin (OPTN), để tạo ra một 'túi rác' tế bào xung quanh ty thể bị trục trặc.
Tất cả điều này các nhà nghiên cứu đã biết. Tuy nhiên, những gì họ phát hiện ra trong nghiên cứu của mình là OPTN nhận ra và loại bỏ các ty thể bị hư hỏng bằng cách liên kết với một loại enzyme có tên là TBK1. Mặc dù các nhà nghiên cứu đã biết về sự hiện diện của OPTN và rằng nó có vai trò trong quá trình này, nhưng phương thức hoạt động của nó cho đến nay vẫn chưa được biết đến.
Michael Lazarou, tác giả nghiên cứu cho biết: “Mặc dù có nhiều protein liên kết các vật liệu tế bào bị hư hỏng với bộ máy xử lý rác, nhưng chúng tôi thấy rằng optineurin thực hiện điều này theo một cách rất độc đáo, không giống với bất kỳ thứ gì khác mà chúng tôi đã thấy từ các protein tương tự. Phát hiện này rất có ý nghĩa vì bộ não con người dựa vào optineurin để phân hủy ty thể của nó thông qua hệ thống xử lý rác do PINK1 và Parkin kiểm soát”.
Trong bệnh Parkinson, các đột biến ở PINK1 và Parkin có thể dẫn đến sự tích tụ các ty thể bị tổn thương trong não, dẫn đến chứng run và cứng khớp, đây là dấu hiệu đặc trưng của bệnh thoái hóa thần kinh. Các nhà nghiên cứu nói rằng việc phát hiện ra sự tương tác của OPTN với TBK1 có thể dẫn đến các phương pháp điều trị mới.
Thanh Nguyen, tác giả chính của nghiên cứu cho biết: “Các protein khác không cần TBK1 để giúp chúng kích hoạt quá trình thoái hóa này, biến optineurin trở thành một ngoại lệ khi nói đến cách cơ thể chúng ta loại bỏ ty thể. Điều này cho phép chúng ta xem xét các đặc điểm của con đường này liên quan đến TBK1 như một mục tiêu điều trị bằng thuốc tiềm năng, đây là một bước tiến lớn trong quá trình tìm kiếm các phương pháp điều trị bệnh Parkinson mới của chúng tôi”.
Các nhà nghiên cứu cho biết phát hiện này mở ra cơ hội phát triển các phương pháp điều trị khai thác cơ chế hoạt động của OPTN. “Mục tiêu cuối cùng là tìm ra cách tăng mức độ giảm thiểu PINK1/Parkin trong cơ thể - đặc biệt là não - để các ty thể bị hư hỏng có thể được loại bỏ hiệu quả hơn”. Nguyen cho biết thêm.
Mặc dù còn nhiều năm nữa mới có thể áp dụng thử nghiệm lâm sàng các phát hiện của nghiên cứu, tuy nhiên rất nhiều nghiên cứu đã được lên kế hoạch để hiểu rõ hơn nguyên nhân tại sao OPTN lại làm được như vậy.
“Bước tiếp theo của chúng tôi là hợp tác với Trung tâm bệnh Parkinson của WEHI để xác thực những phát hiện này trong các hệ thống mô hình tế bào thần kinh nhằm hiểu tại sao optineurin hoạt động theo cách này, điều này sẽ cung cấp thêm thông tin chi tiết về cách chúng tôi có thể nhắm mục tiêu optineurin và TBK1 để tăng cường các lựa chọn điều trị cho những người mắc bệnh PINK1/ đột biến parkin trong tương lai”, Nguyen nói.
