Phát hiện cơ chế biến đổi gen biểu sinh (epigenetics) liên quan tới mức độ nhạy cảm với căng thẳng suốt đời

Bài viết bởi TS. Nguyễn Hồng Thanh - Chuyên viên Nghiên cứu, Trung tâm Công nghệ cao Vinmec

Các nhà nghiên cứu tại Trường Đại học Y Icahn, Mount Sinai, Ai Cập mới đây đã phát hiện ra một biến đổi gen biểu sinh (biến đổi ngoại di truyền - epigenetics) ở một loại tế bào được tìm thấy chủ yếu trong não bộ tham gia vào việc kiểm soát mức độ nhạy cảm của người trưởng thành với căng thẳng. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng, căng thẳng (stress) xảy ra ở giai đoạn sớm (trẻ nhỏ) có thể làm tăng mức độ nhạy cảm hoặc làm tăng mức độ tổn thương tâm lý khi ở độ tuổi trưởng thành.

Từ lâu, khoa học đã xác định được rằng mỗi tổn thương tinh thần xảy ra trong giai đoạn đầu của cuộc đời đều sẽ gây ra ảnh hưởng và hậu quả dài hạn tới việc phát sinh các vấn đề tâm lý trong tuổi trưởng thành. Trong báo cáo nêu trên, nhóm nghiên cứu đã tìm ra được cơ chế quan trọng ở cấp độ phân tử gây ra những hệ quả tâm lý dài hạn ở người bệnh.

Theo nhiều nghiên cứu, việc phải đối mặt với những căng thẳng thần kinh từ khi còn trẻ có thể làm gia tăng nguy cơ trầm cảm ở người lớn lên gấp ba lần, tùy thuộc vào thời gian, cường độ và các yếu tố ảnh hưởng khác. Do những tác động đặc biệt mạnh mẽ đến các nhân cạp, một thành phần thiết yếu của hệ thống khen thưởng não bộ.

Nghiên cứu Mount Sinai trên tập trung vào các biến đổi gen biểu sinh (epigenetics) bên trong tế bào, hay nói cách khác, những thay đổi trong hoạt động của gen được không được quyết định trực tiếp bởi thông tin di truyền mã hóa trong các mạch ADN, mà được quyết định bởi các phân tử từ môi trường. Các phân tử này quyết định khi nào, nơi nào và ở mức độ nào, vật chất di truyền của cơ thể được kích hoạt.

Theo đó, nghiên cứu đã tìm ra một cơ chế gen biểu sinh chưa từng được biết tới, chịu trách nhiệm cho các tác động về lâu dài của căng thẳng đầu đời có tên gọi là H3K79me2 (trong đó, Lys79 trên phân tử Histone H3 bị khử methyl hóa) gây ra ở nhân cạp. Theo đó, H3K79me2 và enzyme xúc tác DOT1L, được tìm ra thông qua kỹ thuật Proteomics và Giải mã trình tự ARN, có liên quan mật thiết tới mức độ nhạy cảm của tâm lý gây ra bởi căng thẳng đầu đời. Các căng thẳng đầu đời sẽ tác động chọn lọc theo cơ chế H3K79me2 lên các tế bào thần kinh hình gai D2 thuộc vùng nhân cận vách của não bộ. Những biến đổi này dẫn tới tái lập trình các chu trình tế bào, làm tăng nguy cơ tổn thương khi phải đối mặt với các vấn đề tâm lý trong độ tuổi trưởng thành.

Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng enzyme DOT1L trong các tế bào thần kinh có gai D2 của vùng nhân cận vách của não bộ có thể gây tác dụng hai chiều. Các thử nghiệm trên động vật cho thấy, tăng lượng DOT1L hay DOT1L được biểu hiện quá mức trong tế bào sẽ làm đối tượng dễ gặp tổn thương do căng thẳng hơn, trong khi giảm lượng DOT1L sẽ gây ra tác dụng ngược lại.

Phát hiện trên đã tạo ra tiền đề cho các thử nghiệm lâm sàng với chất ức chế chọn lọc có tên là pinometostat với hoạt động của enzyme DOT1L. Pinometostat hiện đang được thử nghiệm lâm sàng trong điều trị bệnh bạch cầu dòng tủy cấp tính. Pinometostat khi được thử nghiệm tiêm hai lần mỗi ngày đã cho thấy tác dụng đảo ngược được các triệu chứng do căng thẳng đầu đời gây ra trên động vật trưởng thành mà không gây bất kỳ phản ứng phụ được phát hiện nào.

Nghiên cứu trên đã mở ra một hướng đi mới trong việc cải thiện các phương pháp điều trị cho chứng bệnh trầm cảm, vốn đang trở nên cấp thiết trong bối cảnh các liệu pháp hiện tại vẫn đang vô hiệu với hơn một phần ba số bệnh nhân mắc hội chứng này.

Nguồn tham khảo

• https://neurosciencenews.com/stress-epigenetics-18041/amp/