Gần đây, các nhà khoa học Mỹ đã nghiên cứu và thiết kế thành công mẫu cấu trúc peptid và điều quan trọng là chỉ cần cấu trúc peptid này kết hợp với các protein độc trong cơ thể thì sẽ tạo ra các phức hợp không độc, từ đó cơ thể sẽ dự phòng được nhiều loại bệnh.
Cơ chế bệnh sinh từ các protein độc
Cùng với sự tích tuổi theo năm tháng, nội tại trong cơ thể con người sẽ dần xuất hiện các protein bất thường, được coi là các protein độc, lâu dần chúng sẽ tích tụ lại thành mảng, gây ra nhiều loại bệnh khác nhau. Chẳng hạn trong bệnh Alzhiemer: các phân tử protein APP (amiloid protein precusor) và những đám rối thần kinh (neuro fibrillary tangles) hình thành chủ yếu từ các sợi protein TAU. Protein TAU bị phosphoryl hóa một cách bất thường, kết tủa thành sợi tạo ra các đường xoắn trong tế bào chất của các tế bào thần kinh. Protein APP cắt không đúng cách sẽ tạo ra các peptid một cách bất thường. Các loại protein bất thường tạo ra từ TAU và APP kết tụ lại thành cụm gọi là mảng amiloid. Sự tích tụ các mảng amiloid này gây trở ngại cho sự dẫn truyền thần kinh và dẫn tới bệnh Alzhiemer.
Trong bệnh viêm khớp dạng thấp: Trên một cơ địa đặc biệt có yếu tố dạng thấp, tác nhân gây bệnh làm thay đổi cấu trúc kháng nguyên của tế bào màng hoạt dịch khớp. Từ đó, cơ thể sinh ra một kháng thể tự sinh. Kháng thể tự sinh và kháng nguyên tạo ra đều là các protein, chúng kết hợp với nhau thành một phức miễn dịch. Phức miễn dịch kích thích các tế bào ở khớp sản xuất các yếu tố gây viêm (prostaglandin, kinin). Phức miễn dịch thu hút sự tập trung các bạch cầu đa nhân hình thành các đại thực bào. Trong quá trình thực bào (nuốt) các phức hợp miễn dịch giải phóng ra các men phá hủy các mô, gây viêm... Quá trình phá hủy mô ở khớp lại cung cấp các kháng nguyên của tế bào màng hoạt dịch ở khớp, cơ thể lại sinh ra kháng thể tự sinh và tiếp tục lặp lại chu trình như trên tạo thành vòng xoắn bệnh lý. Viêm khớp dạng thấp theo chu trình đó mà kéo dài và ngày càng trầm trọng.
Trong hai bệnh nêu trên có một điểm chung về bệnh sinh là: Trong điều kiện không bình thường (có tác nhân gây bệnh hay có sự biến đổi bất thường của sự chuyển hóa) cơ thể sinh ra các protein bất thường, các protein bất thường này sẽ kết hợp với nhau thành các protein độc và các protein độc đó sẽ tích tụ lại để gây bệnh. Ngày nay, chúng ta đã biết khá nhiều bệnh có bệnh sinh theo cách này như bệnh Alzheimer, viêm khớp dạng thấp, Parkinson, Lou Gehrig.
Tùy theo nguồn gốc loại protein bình thường và sự thay đổi nếp gấp của protein bình thường đó mà cơ thể sẽ có các loại protein bất thường khác nhau và những protein này là protein độc. Đặc điểm của các protein độc này là thường ở dạng sợi hay dạng mảng. Ở tuổi già, các protein độc này không bị phá vỡ một cách nhanh chóng, trái lại sẽ tích tụ lại thành các mảng có tính khác nhau, gây ra các bệnh khác nhau.
Dùng protein lành ngăn protein độc
Từ 10 năm trước, trong phòng thí nghiệm Daggett của Đại học Washinton (Mỹ), lần đầu tiên sinh viên Roger Armen đã phát hiện ra cấu trúc thứ cấp mới của các protein độc thông qua việc mô phỏng từ máy tính. Trong 10 năm tiếp theo, các nhà nghiên cứu phòng thí nghiệm Daggett đã thiết kế ra các protein được coi là protein lành. Và điều đặc biệt đã xuất hiện ở đây là: Nếu cho protein lành này kết hợp với các protein độc thì sẽ tạo ra các phức hợp không độc, từ đó cơ thể sẽ dự phòng được bệnh. Nói một cách dễ hiểu là có thể dùng một protein lành để khóa protein độc lại, không cho chúng kết hợp với nhau tích tụ lại để gây bệnh.
Theo cách thức trên, một kỹ sư sinh học giảng dạy tại Đại học Washington đã thiết kế ra một cấu trúc peptid. Peptid này có thể kết hợp với các protein độc để khóa chúng lại không cho chúng gây bệnh. GS. Valerie Dagget chuyên về lĩnh vực công nghệ sinh học thuộc Đại học Washington, cho biết: Chỉ cần một cấu trúc peptid, người ta có thể cho nó kết hợp với nhiều loại protein độc bất kể trình tự aminoacid hoặc cấu trúc không gian của protein độc đó như thế nào. Nhưng quan trọng là ở chỗ, bằng cách ấy, có thể dùng cấu trúc peptid để chữa được nhiều bệnh khác nhau. Và hơn nữa người ta cũng có thể thay đổi cấu trúc peptid này để cho chúng kết hợp chọn lọc với một protein độc nhất định nhằm chữa đặc hiệu cho một loại bệnh cụ thể.
Cấu trúc peptid này cũng có thể được dùng để chẩn đoán bệnh bằng cách: cho cấu trúc peptid (đã biết) kết hợp với protein độc, rồi từ đó nhận diện protein độc này để biết bệnh. Cũng bằng cách này dùng cấu trúc peptid đó để ngăn chặn bệnh hay chí ít cũng làm cho bệnh chậm tiến triển.
Được biết, công trình nghiên cứu trên được tài trợ bởi Viện Y tế Quốc gia (Mỹ), Quỹ Khoa học Quốc gia (Mỹ), Quỹ nghiên cứu bệnh Alzheimer. Và trên cơ sở những thành tựu mà nghiên cứu này thu được, các nhà nghiên cứu đã xin cấp bằng sáng chế để đưa vào sử dụng. Hy vọng rằng liệu pháp dùng cấu trúc peptid ngăn chặn protein độc sẽ có nhiều hứa hẹn trong việc chữa các bệnh do tích tụ protein độc.
(Science daily, 7/2014)
DSCKII. Bùi Văn Uy
