Hình ảnh: Đại học Trung Quốc Hồng Kông

Một nhóm nghiên cứu từ Trường Khoa học Đời sống thuộc Đại học Trung Quốc Hồng Kông (CUHK) gần đây đã phát hiện ra rằng protein SOX9 là một yếu tố điều chỉnh thiết yếu của chức năng đám rối màng mạch đảm bảo tính chính xác thành phần của dịch não tủy (CSF). Phát hiện gần đây được công bố trên tạp chí khoa học uy tín Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), đã cung cấp thông tin khoa học thống nhất một sự hiểu biết mới về các cơ chế điều hòa phân tử đằng sau chức năng của hàng rào máu-dịch não tủy và đặt nền tảng cho việc phát triển các chiến lược điều trị mới để ngăn ngừa và điều trị các rối loạn phát triển thần kinh.

Rối loạn hàng rào máu-dịch não tủy thường gặp trong các bệnh thần kinh khác nhau

Dịch não tủy là một chất lỏng cơ thể trong suốt, không màu bao quanh não và tủy sống, cung cấp cho chúng một lớp đệm chống lại các chấn thương. Nó cũng đóng vai trò như một hệ thống cung cấp chất dinh dưỡng và loại bỏ chất thải cho não. Chất lỏng cơ thể chính này được sản xuất và tiết ra bởi các vùng của đám rối màng mạch. Đám rối màng mạch bao gồm các tế bào hình vuông đã biến đổi bao quanh lõi của các mao mạch và mô liên kết. Nó lọc máu và hạn chế các phân tử có hại xâm nhập vào hệ thần kinh trung ương, do đó hình thành hàng rào máu-CSF bảo vệ hệ thần kinh và não.

Một số nghiên cứu đã xác nhận rằng nhiều rối loạn phát triển thần kinh như bệnh tự kỷ và bệnh Alzheimer có liên quan đến sự suy giảm chức năng của đám rối màng mạch. Một trong những nguyên nhân chính gây ra bệnh não úng thủy bẩm sinh, một sự tích tụ bất thường của dịch não tủy trong não thất ảnh hưởng đến 1 trong số 1.000 trẻ sơ sinh, là sự bất thường của đám rối màng mạch. Hơn nữa, gần đây người ta phát hiện ra rằng, thay vì tế bào thần kinh hoặc tế bào thần kinh đệm trong hệ thần kinh trung ương, SARS-CoV-2 lây nhiễm vào đám rối màng mạch gây phá hủy hàng rào máu biểu mô-CSF và dẫn đến các biến chứng thần kinh ở bệnh nhân COVID-19. Mặc dù vai trò quan trọng của đám rối màng mạch trong việc cân bằng nội môi và phát triển của não, chức năng hàng rào máu-dịch não tủy được điều chỉnh như thế nào tại đám rối màng mạch vẫn chưa được biết rõ.

Nghiên cứu cho thấy SOX9 trong đám rối màng mạch rất cần thiết để ngăn chặn sự rò rỉ của các phân tử không mong muốn vào dịch não tủy

Một nhóm nghiên cứu do Giáo sư KWAN Kin Ming, Phó Giáo sư từ Trường Khoa học Đời sống tại CUHK, đã chuyên tâm vào việc điều tra quy định di truyền của phát triển tế bào thần kinh ở tiểu não. Trong các thí nghiệm trước đây, họ đã quan sát thấy sự phát triển của bệnh não úng thủy ở chuột thí nghiệm bị loại bỏ di truyền SOX9 khỏi biểu mô đám rối màng mạch, và điều này đã thu hút sự chú ý của họ. Sau khi điều tra sâu hơn, người ta thấy rằng sự mất chức năng SOX9 dẫn đến sự gia tăng bất thường về khả năng vượt trội của hàng rào máu-dịch não tủy.

Trong trường hợp bình thường, đám rối màng mạch ngăn cản các phân tử trong dòng máu đi vào dịch não tủy một cách tự do; mất chức năng SOX9 dẫn đến sự xâm nhập của các chất đánh dấu huỳnh quang vào mô não bằng cách đi qua đám rối màng mạch vào dịch não tủy. Khi không có chức năng SOX9, nồng độ protein trong dịch não tủy tăng lên đáng kể cùng với sự lắng đọng bất thường của các protein sinh ra trong máu trong dịch não tủy của chuột đột biến, đây cũng là hiện tượng thường thấy ở bệnh nhân não úng thủy. Sự thay đổi thành phần CSF như vậy ảnh hưởng đáng kể đến sự phát triển não bộ thích hợp ở chuột.

Thông qua giải trình tự RNA, nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng SOX9 cần thiết cho quá trình tổng hợp collagen IX tại biểu mô đám rối màng mạch. Sử dụng phương pháp đánh bật gen tạm thời trong tử cung, nhóm nghiên cứu đã chứng minh rằng những con chuột thiếu collagen IX có biểu hiện gần giống với sự suy giảm hàng rào máu-CSF như đã thấy ở những con đột biến SOX9. Sự thiếu hụt collagen IX làm tăng rõ rệt tính dễ bị tổn thương của màng đáy và do đó, làm xáo trộn động lực vi ống phân cực cần thiết để duy trì phân cực apicobasal của biểu mô cũng như các cấu trúc tiếp giáp chặt chẽ. Những điểm nối chặt chẽ này, được tìm thấy giữa các tế bào biểu mô liền kề, rất quan trọng để hạn chế sự di chuyển trái phép của các phân tử qua đám rối màng mạch.

Giáo sư Kwan giải thích, “Những tiến bộ gần đây trong lĩnh vực này cho thấy hàng rào máu-CSF dễ thấm bất thường có liên quan đến các rối loạn phát triển thần kinh, ví dụ, não úng thủy bẩm sinh và rối loạn phổ tự kỷ. Để hiểu cách ngăn chặn vi phạm hàng rào hoặc cách sửa chữa hàng rào thấm qua, chúng ta phải tìm hiểu về các cơ chế điều tiết đằng sau chức năng của hàng rào máu-dịch não tủy. Các chiến lược điều trị nhằm can thiệp vào chức năng của hàng rào máu-dịch não tủy hoặc sửa đổi các thành phần dịch não tủy đại diện cho các phương pháp đầy hứa hẹn để điều trị rối loạn phát triển thần kinh và thần kinh. Dựa trên những gì chúng tôi đã học được trong nghiên cứu này, chúng tôi hiện đang cố gắng khai thác chức năng đám rối màng mạch để giảm bớt các rối loạn thần kinh liên quan đến CSF”

Nguồn: medicalxpress