Liệu pháp mới dựa trên mRNA hứa hẹn tái tạo tim sau cơn đau tim

Đau tim vẫn là một trong những nguyên nhân hàng đầu gây tử vong và tàn tật trên toàn thế giới. Tình trạng mất tế bào cơ tim liên tục - tế bào cơ tim - và khả năng tái tạo hạn chế của tim thường dẫn đến suy tim mạn tính. Các chiến lược điều trị hiện tại chỉ kiểm soát triệu chứng nhưng không thể phục hồi tổn thương tiềm ẩn.

Hiện nay, các nhà nghiên cứu tại Trường Y Lewis Katz thuộc Đại học Temple đã xác định được một chiến lược mới có thể giúp phục hồi mô tim bị tổn thương bằng cách kích hoạt lại một dấu hiệu gen phát triển quan trọng.

Trong một nghiên cứu được công bố trên tạp chí Theranostics, một nhóm đa ngành do Tiến sĩ Raj Kishore, Giáo sư Laura H. Carnell, Chủ tịch Vera J. Goodfriend về Khoa học tim mạch và là thành viên của Trung tâm khám phá về lão hóa và bệnh tim mạch của Temple đứng đầu, đã mô tả cách gen PSAT1, được đưa vào cơ thể bằng cách sử dụng RNA thông tin tổng hợp đã được sửa đổi (modRNA), có thể kích thích phục hồi cơ tim và cải thiện chức năng tim sau cơn đau tim.

Nghiên cứu này đánh dấu bước tiến quan trọng trong việc phát triển phương pháp điều trị tái tạo bệnh tim mạch vành.

Tiến sĩ Kishore cho biết: “PSAT1 là một gen được biểu hiện mạnh mẽ trong giai đoạn đầu phát triển nhưng hầu như không hoạt động trong tim người trưởng thành. Chúng tôi muốn nghiên cứu xem việc tái kích hoạt gen này trong mô tim người trưởng thành có thể thúc đẩy quá trình tái tạo sau chấn thương hay không.”

Để kiểm tra giả thuyết này, các nhà nghiên cứu đã tổng hợp PSAT1-modRNA và tiêm trực tiếp vào tim chuột trưởng thành ngay sau cơn đau tim. Mục tiêu là đánh thức các con đường truyền tín hiệu tái tạo - cụ thể là những con đường liên quan đến sự sống còn, tăng sinh và hình thành mạch máu của tế bào - vốn đang hoạt động trong quá trình phát triển nhưng lại tiềm ẩn ở chuột trưởng thành.

Kết quả thật ấn tượng. Những con chuột được tiêm PSAT1-modRNA cho thấy sự gia tăng đáng kể về sự phát triển của tế bào cơ tim, giảm sẹo mô, cải thiện sự hình thành mạch máu và cải thiện đáng kể chức năng tim cũng như khả năng sống sót so với nhóm đối chứng.

Về mặt cơ chế, PSAT1 đã được chứng minh là kích hoạt con đường tổng hợp serine (SSP), một mạng lưới chuyển hóa quan trọng liên quan đến tổng hợp nucleotide và khả năng chống chịu stress của tế bào. Hoạt hóa SSP dẫn đến giảm stress oxy hóa và tổn thương DNA, những yếu tố chính gây tử vong tế bào cơ tim sau nhồi máu cơ tim.

Nghiên cứu sâu hơn cho thấy PSAT1 được điều hòa phiên mã bởi YAP1, một tác nhân đã biết của tín hiệu tái tạo. PSAT1, ngược lại, thúc đẩy sự chuyển vị nhân của β-catenin, một protein quan trọng cho sự tái nhập chu kỳ tế bào cơ tim. Quan trọng hơn, nghiên cứu cũng chứng minh rằng việc ức chế SSP làm mất tác dụng có lợi của PSAT1, làm nổi bật vai trò trung tâm của con đường này trong quá trình phục hồi tim.

“Kết quả của chúng tôi cho thấy PSAT1 là yếu tố điều hòa chính trong quá trình phục hồi tim sau chấn thương,” Tiến sĩ Kishore giải thích. “Việc kích hoạt PSAT1 bởi modRNA cho phép các chương trình tái tạo trong tim diễn ra mà thông thường không có ở các mô trưởng thành.”

Ý nghĩa của nghiên cứu này rất rộng. Công nghệ modRNA, vốn gần đây đã chuyển đổi quá trình phát triển vắc-xin, cung cấp một nền tảng linh hoạt và hiệu quả để đưa các gen như PSAT1 vào cơ thể với độ đặc hiệu cao và tác dụng phụ hạn chế. Hơn nữa, không giống như liệu pháp gen virus, modRNA không tích hợp vào bộ gen, giúp giảm nguy cơ biến chứng lâu dài.

Tiến sĩ Kishore cho biết: “Nghiên cứu này mở ra một góc nhìn điều trị mới cho bệnh động mạch vành. Nó mở ra cánh cửa cho những nghiên cứu sâu hơn về các chiến lược mRNA để tái tạo các cơ quan bị tổn thương.”

Tiếp theo, các nhà nghiên cứu dự định đánh giá tính an toàn, độ bền và tối ưu hóa việc cung cấp liệu pháp dựa trên PSAT1 trên các mô hình động vật lớn. Họ cũng đặt mục tiêu cải thiện khả năng kiểm soát thời điểm và vị trí biểu hiện gen, những yếu tố then chốt cho ứng dụng lâm sàng.

Tiến sĩ Kishore cho biết thêm: “Mặc dù nghiên cứu này đang ở giai đoạn tiền lâm sàng, nhưng nó đại diện cho một bước chuyển đổi hướng tới liệu pháp không chỉ điều trị suy tim mà còn giúp ngăn ngừa bệnh bằng cách phục hồi tim từ trong ra ngoài”.