Nhiễm trùng đường ruột có thể gây ra bệnh Parkinson như thế nào?
Trong những năm gần đây, các nhà nghiên cứu ngày càng quan tâm đến mối liên hệ giữa hệ thống miễn dịch và bệnh Parkinson. Sử dụng mô hình chuột, các nhà khoa học gần đây đã khám phá vai trò tiềm ẩn của nhiễm trùng đường ruột do vi khuẩn.
Bệnh Parkinson phát triển do sự suy giảm chậm của các tế bào thần kinh sản xuất dopamine trong một phần của não được gọi là chất nền.
Vùng não này đóng một vai trò quan trọng trong chuyển động, vì vậy các triệu chứng bao gồm rung, run và cứng.
Yếu tố nguy cơ chính của Parkinson là tuổi tác và do dân số Hoa Kỳ đang dần già đi nên số ca mắc bệnh đang tăng lên đều đặn.
Một số người tin rằng chúng ta đang tiếp cận đại dịch Parkinson; trên toàn cầu, từ năm 1990–2015, số trường hợp mắc bệnh Parkinson đã tăng gấp đôi lên hơn 6 triệu.
Một số dự đoán con số sẽ tăng gấp đôi một lần nữa lên 12 triệu vào năm 2040.
Mặc dù các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu căn bệnh này trong nhiều thập kỷ, họ vẫn còn nhiều câu hỏi về cách thức và lý do tại sao các tế bào não bị phá hủy.
Parkinson và hệ thống miễn dịch
Gần đây, mối liên hệ giữa hệ thống miễn dịch và bệnh Parkinson đã được đề cao. Bằng chứng đang dần tăng lên rằng bệnh Parkinson có thể có một thành phần tự miễn dịch.
Các bệnh tự miễn dịch là tình trạng hệ thống miễn dịch của một cá nhân nhầm lẫn các tế bào của cơ thể với các tác nhân gây bệnh và tiêu diệt chúng.
Một nghiên cứu gần đây, được xuất bản trong Thiên nhiên, kiểm tra lý thuyết này thêm; các nhà nghiên cứu đến từ Đại học Montréal, Viện Thần kinh Montreal và Đại học McGill, tất cả đều ở Canada.
Khoảng 10 phần trăm các trường hợp Parkinson là do đột biến gen mã hóa các protein PINK1 và Parkin, đóng vai trò loại bỏ các ti thể bị hư hỏng.
Những người mang những đột biến này có nhiều khả năng phát triển bệnh Parkinson ở độ tuổi sớm hơn - trước 50 tuổi.
Tuy nhiên, khi các nhà khoa học loại bỏ những gen này khỏi chuột, những con chuột đó không phát triển bệnh Parkinson hoặc bất kỳ triệu chứng nào tương tự. Các nhà nghiên cứu đã cáo buộc tại sao những con chuột bị loại này lại miễn dịch với bệnh Parkinson.
Theo các tác giả, điều đó có nghĩa là “các yếu tố khác ngoài sự mất chức năng của các protein này có khả năng được yêu cầu để kích hoạt bệnh Parkinson”. Họ đặt ra để xác định những yếu tố khác.
Tham gia các dấu chấm
Các tác giả muốn tìm thêm bằng chứng cho thấy có mối liên hệ giữa protein PINK1 và Parkin, ty thể, hệ thống miễn dịch và bệnh Parkinson.
Họ tin rằng những con chuột bị loại không phát triển bệnh Parkinson vì cách các nhà nghiên cứu đã nuôi dưỡng chúng. Những con chuột được sử dụng trong các nghiên cứu này thường không có vi trùng, có nghĩa là chúng chưa bao giờ gặp vi khuẩn.
Vì vậy, để kiểm tra giả thuyết này, họ đã lây nhiễm cho những con chuột non thiếu PINK1 và Parkin với Escherichia coli. Điều này gây ra các triệu chứng đường ruột nhẹ ở chuột.
Đúng như dự đoán, tình trạng nhiễm trùng đầu đời đã kích hoạt sự xuất hiện của các triệu chứng vận động giống như bệnh Parkinson khi họ già đi. Các nhà khoa học cũng xác định được sự mất mát của tế bào thần kinh dopaminergic trong não của họ.
Khi các nhà khoa học cho chuột uống L-DOPA - một loại thuốc dùng để điều trị các triệu chứng của bệnh Parkinson’s - các triệu chứng của chúng được cải thiện, suy ra rằng tình trạng bệnh có những điểm tương đồng với tình trạng của con người.
Ở những con chuột có phiên bản bình thường của PINK1 và Parkin, hệ thống miễn dịch đối phó với mầm bệnh một cách thích hợp. Tuy nhiên, các tác giả tin rằng ở những động vật không có gen liên quan đến bệnh Parkinson, nhiễm trùng đường ruột gây ra phản ứng miễn dịch bất thường, tấn công các tế bào khỏe mạnh.
Một câu chuyện phức tạp
Các phát hiện mới được xây dựng dựa trên công trình trước đó của cùng một nhóm các nhà nghiên cứu cho thấy mối quan hệ giữa gen, ty thể và hệ thống miễn dịch.
Trong nghiên cứu trước đó, họ đã chỉ ra rằng PINK1 và Parkin ngăn chặn một con đường dựa trên ty thể thúc đẩy phản ứng miễn dịch đối với chứng viêm. Họ suy luận rằng ở những người không có bản sao PINK1 và Parkin đang hoạt động, phản ứng miễn dịch có thể được phép lan tràn và tiếp tục không suy giảm.
Trong nghiên cứu mới nhất của mình, các nhà khoa học đã xác định được tế bào lympho T phản ứng với các mô vật chủ trong não chuột. Khi họ kiểm tra các tế bào này trong đĩa nuôi cấy, các tế bào đã tấn công các tế bào thần kinh khỏe mạnh. Các tác giả tuyên bố rằng:
“Những dữ liệu này […] cung cấp một mô hình sinh lý bệnh trong đó nhiễm trùng đường ruột hoạt động như một sự kiện khởi phát trong bệnh Parkinson, làm nổi bật sự liên quan của trục não bộ trong bệnh.”
Trong mô hình cổ điển của bệnh Parkinson, tế bào thần kinh dopaminergic chết vì các protein độc hại tích tụ bên trong tế bào. Tuy nhiên, nghiên cứu này cho thấy rằng một phản ứng miễn dịch quá khích có thể đã được kích hoạt nhiều năm trước đó sẽ phá hủy các tế bào.
Nghiên cứu này không kết luận rằng tất cả các trường hợp bệnh Parkinson là tự miễn dịch, nhưng kết quả cho thấy có một vai trò nào đó đối với hệ thống miễn dịch.
Tất nhiên, công việc này được thực hiện trên mô hình chuột, vì vậy không có gì đảm bảo rằng những phát hiện sẽ liên quan đến con người. Ngoài ra, không phải tất cả những người bị bệnh Parkinson đều có đột biến trong gen mã cho PINK1 và Parkin, vì vậy không rõ liệu các cơ chế tương tự có liên quan đến tất cả các trường hợp hay không.
Sẽ còn một thời gian nữa Parkinson’s mới công khai tất cả những bí mật của nó, nhưng có vẻ như câu chuyện sẽ liên quan đến sự tác động lẫn nhau giữa hệ thống miễn dịch, di truyền, ty thể và não.
