Nghiên cứu về chuột phát hiện ra thuốc tăng cường trí nhớ

Các nhà khoa học của Đại học San Francisco đã phát hiện ra rằng họ có thể cải thiện trí nhớ ở chuột bằng cách sử dụng một phân tử nhỏ giống như thuốc.

Các nhà nghiên cứu đang tìm hiểu cách thức mà tế bào phản ứng với căng thẳng sinh học. Theo Tiến sĩ Peter Walter, tác giả chính của nghiên cứu, con đường sinh hóa tương tự mà phân tử hoạt động có thể được nhắm mục tiêu vào một ngày nào đó để cải thiện trí nhớ.

Việc phát hiện ra phân tử và kết quả của các bài kiểm tra trí nhớ tiếp theo ở chuột đã được công bố trên eLife, một tạp chí khoa học truy cập mở trực tuyến.

Trong một bài kiểm tra trí nhớ, những con chuột bình thường có thể di chuyển bệ chìm nhanh hơn khoảng ba lần sau khi được tiêm hóa chất mạnh hơn những con chuột được tiêm giả.

Những con chuột nhận được hóa chất cũng ghi nhớ tốt hơn các dấu hiệu liên quan đến các kích thích khó chịu - loại điều hòa sợ hãi có thể giúp chuột tránh bị làm mồi.

Nghiên cứu dường như chỉ ra rằng một số quá trình phản trực giác có thể liên quan đến sự phát triển trí nhớ.

Đáng chú ý, những phát hiện cho thấy rằng mặc dù điều có vẻ là tầm quan trọng của việc có các cơ chế sinh hóa tốt nhất để tối đa hóa sức mạnh của trí nhớ, nhưng quá trình tiến hóa dường như không cung cấp chúng, Walter nói.

“Có vẻ như quá trình tiến hóa đã không tối ưu hóa việc hợp nhất bộ nhớ; nếu không, tôi không nghĩ rằng chúng tôi có thể cải thiện nó như cách chúng tôi đã làm trong nghiên cứu với những con chuột khỏe mạnh bình thường, ”Walter nói.

Hóa chất tăng cường trí nhớ được chọn ra từ 100.000 hóa chất. Các chất này đã được sàng lọc về khả năng gây nhiễu loạn con đường sinh hóa bảo vệ bên trong tế bào được kích hoạt khi tế bào không thể theo kịp nhu cầu gấp protein thành dạng hoạt động của chúng.

Tuy nhiên, tiến sĩ Carmela Sidrauski sau tiến sĩ của UCSF đã phát hiện ra rằng hóa chất hoạt động bên trong tế bào ngoài con đường sinh hóa kích hoạt phản ứng protein mở ra này, để tác động rộng hơn đến cái được gọi là phản ứng căng thẳng tích hợp.

Trong phản ứng này, một số con đường sinh hóa hội tụ trên một lynchpin phân tử duy nhất, một protein gọi là eIF2 alpha.

Các nhà khoa học đã biết rằng, ở các sinh vật phức tạp từ nấm men đến con người, các loại căng thẳng tế bào khác nhau - sự tồn đọng của các protein chưa mở ra, tia UV gây hại DNA, sự thiếu hụt các khối xây dựng axit amin cần thiết để tạo ra protein, nhiễm virus, sắt thiếu hụt - kích hoạt các enzym khác nhau hoạt động theo chiều xuôi để tắt eIF2 alpha.

Walter nói: “Trong số những thứ khác, việc ngưng hoạt động eIF2 alpha là một phanh hãm sự củng cố trí nhớ,” có lẽ là hệ quả tiến hóa của việc một tế bào hoặc sinh vật trở nên có khả năng thích nghi tốt hơn theo những cách khác.

Walter nói: Tắt eIF2 alpha sẽ làm giảm sản xuất hầu hết các protein, một số protein có thể cần thiết cho việc hình thành trí nhớ. Nhưng sự bất hoạt eIF2 alpha cũng đẩy mạnh sản xuất một số protein quan trọng giúp tế bào đối phó với căng thẳng.

Đồng tác giả nghiên cứu Nahum Sonenberg, Tiến sĩ, của Đại học McGill trước đây đã liên kết trí nhớ và eIF2 alpha trong nghiên cứu di truyền của chuột, và nhóm phòng thí nghiệm của ông cũng đã tiến hành các bài kiểm tra trí nhớ cho nghiên cứu hiện tại.

Hóa chất được các nhà nghiên cứu UCSF xác định được gọi là ISRIB, viết tắt của chất ức chế phản ứng căng thẳng tích hợp. Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng ISRIB chống lại tác động của việc bất hoạt eIF2 alpha bên trong tế bào.

“ISRIB cho thấy các đặc tính dược động học tốt [cách một loại thuốc được hấp thụ, phân phối và thải trừ], dễ dàng vượt qua hàng rào máu não và không có độc tính công khai ở chuột, điều này rất hữu ích cho các nghiên cứu trên chuột,” Walter nói.

Những đặc tính này cũng chỉ ra rằng ISRIB có thể là một điểm khởi đầu tốt cho việc phát triển thuốc ở người, theo Walter.

Walter cho biết ông đang tìm kiếm các nhà khoa học để hợp tác trong các nghiên cứu mới về nhận thức và trí nhớ trên các mô hình chuột về các bệnh thoái hóa thần kinh và lão hóa, sử dụng ISRIB hoặc các phân tử liên quan.

Ngoài ra, các chất hóa học như ISRIB có thể đóng một vai trò trong việc chống lại bệnh ung thư, những chất này tận dụng phản ứng căng thẳng để thúc đẩy sự phát triển của chính chúng, Walter nói.

Ở cấp độ cơ bản hơn, Walter nói, ông và các nhà khoa học khác hiện có thể sử dụng ISRIB để tìm hiểu thêm về vai trò của phản ứng protein mở ra và phản ứng căng thẳng tích hợp trong bệnh tật và sinh lý bình thường.

Nguồn: Đại học San Francisco