Sự hoạt hóa nhiễm sắc thể X có thể mang lại hy vọng cho các bé gái mắc hội chứng Rett

Các nhà khoa học đã phát triển liệu pháp gen có thể điều trị hội chứng Rett bằng cách kích hoạt một gen im lặng.

Một nhóm các nhà nghiên cứu do Sanchita Bhatnagar thuộc Đại học California, Davis Health dẫn đầu đã phát triển một liệu pháp gen đầy hứa hẹn có thể điều trị hội chứng Rett. Liệu pháp này nhằm mục đích kích hoạt lại các gen khỏe mạnh nhưng im lặng gây ra chứng rối loạn hiếm gặp này, cũng như các bệnh liên quan đến nhiễm sắc thể X khác như hội chứng nhiễm sắc thể X dễ gãy.

Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Nature Communications.

Hội chứng Rett là gì?

Hội chứng Rett là một rối loạn di truyền chủ yếu ảnh hưởng đến trẻ em gái. Bệnh do một gen khiếm khuyết có tên là MECP2, nằm trên nhiễm sắc thể X gây ra. Gen này chứa các chỉ dẫn để tạo ra protein MeCP2.

Trẻ em gái mắc hội chứng Rett có thể bị thiếu hụt loại protein này hoặc nó không hoạt động bình thường. Sự thiếu hụt protein này gây ra nhiều triệu chứng, bao gồm mất khả năng nói, hạn chế vận động tay, khó thở và co giật.

Gen im lặng

Phụ nữ có hai nhiễm sắc thể X (XX). Trong mỗi tế bào, một nhiễm sắc thể bị bất hoạt ngẫu nhiên, một quá trình gọi là bất hoạt nhiễm sắc thể X (XCI). Ở các bé gái mắc hội chứng Rett, nhiễm sắc thể X bị bất hoạt có thể là nhiễm sắc thể có bản sao khỏe mạnh của gen MECP2.

Bhatnagar, tác giả chính của bài báo, giải thích: "Nghiên cứu của chúng tôi nhằm mục đích tái kích hoạt nhiễm sắc thể X im lặng chứa gen khỏe mạnh. Chúng tôi đã chứng minh rằng việc tái kích hoạt là có thể và có thể đảo ngược các triệu chứng của bệnh".

Sanchita Bhatnagar là phó giáo sư tại Khoa Vi sinh và Miễn dịch Y học tại UC Davis, giám đốc Phòng thí nghiệm Bhatnagar và là nhà nghiên cứu tại Trung tâm Ung thư UC Davis và Viện MIND.

Phân tử bọt biển so với microRNA

Trong nghiên cứu mới, nhóm nghiên cứu đã tiến hành sàng lọc toàn bộ hệ gen để xác định các RNA nhỏ (microRNA) liên quan đến quá trình bất hoạt nhiễm sắc thể X và làm gen liên kết X bất hoạt. Họ phát hiện ra rằng miR-106a đóng vai trò quan trọng trong quá trình làm gen MECP2 bất hoạt nhiễm sắc thể X.

Các nhà khoa học đã thử nghiệm ý tưởng ngăn chặn miR-106a để làm suy yếu tác dụng của nó và "đánh thức" gen khỏe mạnh im lặng. Để làm được điều này, họ đã sử dụng mô hình chuột cái mắc hội chứng Rett và một vectơ liệu pháp gen do Giáo sư Katherine Mayer từ Bệnh viện Nhi đồng Nationwide phát triển. Vectơ này đưa một phân tử DNA đặc biệt hoạt động như một "miếng bọt biển", thu hút miR-106a. Điều này làm giảm sự hiện diện của miR-106a trên nhiễm sắc thể X, tạo ra một cửa sổ điều trị cho việc kích hoạt gen và sản xuất MeCP2.

Kết quả ấn tượng

Kết quả thật ấn tượng: những con chuột được điều trị sống lâu hơn, di chuyển tốt hơn và thể hiện khả năng nhận thức cao hơn so với những con chuột không được điều trị. Các rối loạn hô hấp cũng được cải thiện đáng kể ở những con chuột được điều trị.

Bhatnagar giải thích: "Bản thân tế bào bệnh đã chứa đựng phương pháp chữa trị cho tình trạng của nó. Công nghệ của chúng tôi chỉ đơn giản là giúp nó 'ghi nhớ' khả năng thay thế gen bị lỗi bằng một gen hoạt động. Ngay cả một lượng nhỏ biểu hiện gen (kích hoạt) cũng mang lại hiệu quả điều trị."

Điều quan trọng là mô hình chuột mắc hội chứng Rett đã dung nạp phương pháp điều trị tốt.

“Phương pháp trị liệu gen của chúng tôi nhằm vô hiệu hóa nhiễm sắc thể X bất hoạt đã cho thấy những cải thiện đáng kể trong một loạt các triệu chứng của hội chứng Rett,” Bhatnagar nói. “Các bé gái mắc hội chứng này có kỹ năng vận động và giao tiếp hạn chế. Các em bị ngưng thở khi ngủ và co giật. Nếu chúng ta có thể giúp các em nói chuyện khi đói hoặc đi lấy nước, điều đó có thể thay đổi cuộc sống của các em. Còn nếu chúng ta có thể ngăn ngừa hoặc ít nhất là giảm các cơn co giật và ngừng thở thì sao?”

Hội chứng Rett vẫn chưa thể chữa khỏi. Tuy nhiên, đối với những gia đình mắc phải căn bệnh này, khám phá này mang lại hy vọng rằng phương pháp chữa trị có thể trở thành hiện thực trong tương lai. Phương pháp này cũng có thể hiệu quả đối với các bệnh khác do gen liên kết X gây ra.

Trước khi chuyển sang thử nghiệm lâm sàng, các nhà khoa học sẽ cần tiến hành thêm các nghiên cứu về độ an toàn để xác định chính xác hiệu quả của liệu pháp và liều lượng của nó.