Nghiên cứu về chuột của Harvard có thể giúp giải thích câu đố về Parkinson
Các chuyên gia cho biết phát hiện của họ có thể giúp hiểu rõ hơn về nhiều chứng rối loạn não, từ nghiện ma túy đến trầm cảm.
Các nhà điều tra đã sử dụng mô hình chuột để nghiên cứu các tế bào thần kinh dopamine trong thể vân, một vùng não liên quan đến cả chuyển động và học tập.
Ở người, những tế bào thần kinh này giải phóng dopamine, một chất dẫn truyền thần kinh cho phép chúng ta thực hiện các nhiệm vụ như đi bộ, nói và thậm chí là gõ bàn phím.
Khi một người bị Parkinson, các tế bào dopamine chết và mất khả năng dễ dàng bắt đầu chuyển động. Thuốc điều trị Parkinson hiện nay là tiền chất của dopamine, sau đó được các tế bào trong não chuyển hóa thành dopamine.
Mặt khác, chứng hiếu động thái quá dopamine có liên quan đến các hành vi tìm kiếm ma túy vì heroin, cocaine và amphetamine quay lại hoặc bắt chước các tế bào thần kinh dopamine, cuối cùng củng cố phần thưởng học được của việc sử dụng ma túy. Các tình trạng như rối loạn ám ảnh cưỡng chế, hội chứng Tourette và thậm chí tâm thần phân liệt cũng có thể liên quan đến việc điều chỉnh sai dopamine.
Trong một vấn đề hiện tại của Thiên nhiênBernardo Sabatini và các đồng tác giả Nicolas Tritsch và Jun Ding báo cáo rằng các tế bào thần kinh dopamine ở não giữa giải phóng không chỉ dopamine mà còn giải phóng một chất dẫn truyền thần kinh khác gọi là GABA, làm giảm hoạt động của tế bào thần kinh.
Các nhà nghiên cứu cho biết sự hiện diện không được nghi ngờ này của GABA có thể giải thích tại sao chỉ phục hồi dopamine có thể khiến những cải thiện ban đầu ở bệnh nhân Parkinson trở nên suy yếu dần, các nhà nghiên cứu cho biết. Và nếu GABA được tạo ra bởi cùng các tế bào sản xuất chất dẫn truyền thần kinh khác, chẳng hạn như serotonin liên quan đến trầm cảm, thì các phương pháp điều trị tập trung đơn lẻ tương tự có thể ít thành công hơn vì lý do tương tự.
Sabatini nói: “Nếu những gì chúng tôi tìm thấy ở chuột áp dụng cho con người, thì dopamine chỉ là một nửa câu chuyện.
Câu chuyện đáng ngạc nhiên về GABA bắt đầu trong phòng thí nghiệm Sabatini với một loạt các thí nghiệm được thiết kế để xem điều gì xảy ra khi các tế bào giải phóng dopamine.
Các nhà khoa học đã sử dụng quang di truyền học, một kỹ thuật mạnh mẽ dựa vào thao tác di truyền để tế bào nhạy cảm với ánh sáng một cách có chọn lọc. Trong các món ăn trong phòng thí nghiệm, các nhà nghiên cứu đã kiểm tra mô não của chuột được thiết kế để cho thấy hoạt động của tế bào thần kinh dopamine.
Thông thường trong các thí nghiệm như vậy, các chất dẫn truyền thần kinh khác sẽ bị chặn để làm nổi bật dopamine, nhưng Tritsch, một nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại phòng thí nghiệm Sabatini, thay vào đó đã quyết định giữ tế bào ở trạng thái tự nhiên nhất có thể.
Khi Tritsch kích hoạt các tế bào thần kinh dopamine và kiểm tra tác động của chúng lên các tế bào thần kinh thể vân, anh ta tự nhiên mong đợi sẽ quan sát được tác động của việc giải phóng dopamine.
Thay vào đó, ông thấy sự ức chế nhanh chóng của các tế bào thần kinh thể vân, làm rõ ràng rằng một chất dẫn truyền thần kinh khác - hóa ra là GABA hoạt động nhanh - đang hoạt động.
Điều này bất thường đến mức nhóm nghiên cứu đã tiến hành một loạt thí nghiệm xác nhận GABA được giải phóng trực tiếp bởi các tế bào thần kinh dopamine này.
Sau đó, các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm các chất vận chuyển khác, tập trung vào một loại protein chuyển hóa chất dopamine và nhiều chất dẫn truyền thần kinh khác. Vì những lý do mà họ chưa hiểu, protein này - chất vận chuyển monoamine dạng hạt - cũng chuyển GABA.
“Điều làm cho điều này trở nên quan trọng bây giờ là mọi thao tác nhắm vào dopamine bằng cách nhắm vào người vận chuyển monoamine dạng mụn nước cũng đã làm thay đổi GABA. Và không ai chú ý đến nó, ”Sabatini nói.
“Mọi mô hình Parkinsonian mà chúng tôi có trong đó chúng tôi đã mất dopamine cũng thực sự mất GABA. Vì vậy, chúng tôi thực sự phải quay lại ngay bây giờ và nghĩ: Những ảnh hưởng nào trong số này là do mất GABA và tác dụng nào là do mất dopamine? ”
Anatol Kreitzer, một trợ lý điều tra tại Viện Bệnh thần kinh Gladstone ở San Francisco, người không tham gia vào nghiên cứu, gọi những phát hiện này là đáng chú ý.
Kreitzer, người cũng là trợ lý giáo sư sinh lý học và thần kinh học tại Đại học California, San Francisco cho biết: “Điều đó hoàn toàn bất ngờ.
“Ở cấp độ phân tử, không ai thực sự mong đợi các tế bào thần kinh dopamine giải phóng một lượng đáng kể GABA. Ở cấp độ chức năng, điều đáng ngạc nhiên là bộ điều chỉnh chính của độ dẻo trong não, vốn rất quan trọng đối với bệnh Parkinson, đối với học tập và phần thưởng cũng như đối với các bệnh tâm thần khác, cũng có thể giải phóng GABA. Điều đó đặt ra một câu hỏi là GABA có vai trò gì ”.
GABA có thể rất nhanh chóng thay đổi trạng thái điện của tế bào, ức chế hoạt động của chúng bằng cách làm cho chúng kém kích thích hơn. Sabatini tự hỏi liệu việc mất GABA trong tế bào thần kinh dopamine có thể giải thích tại sao đôi khi chứng tăng động giảm chú ý sau khi mất kinh niên các tế bào thần kinh này.
Thử thách tiếp theo sẽ là khám phá xem liệu các tế bào thần kinh khác biểu hiện chất vận chuyển monoamine dạng mụn nước cũng giải phóng GABA ngoài các chất dẫn truyền thần kinh như serotonin và noradrenaline.
Các nhà nghiên cứu cho biết phát hiện này thể hiện kiến thức còn non trẻ của chúng ta về sinh lý não bộ.
Sabatini cho biết: “Những phát hiện này cho thấy chúng ta thực sự biết rất ít về những đặc điểm cơ bản nhất của nhận dạng tế bào trong não.
Tritsch cho biết những gì bắt đầu như một dự án đơn giản để hiểu dopamine nhanh chóng thay đổi hướng, với rất nhiều điểm bắt đầu và điểm dừng trên con đường dẫn đến một số phát hiện mới thú vị.
Ông nói: “Thật tuyệt khi đưa ra một giả thuyết, kiểm tra nó, xác minh nó và đưa mọi thứ vào đúng vị trí của nó. "Nhưng sinh học hiếm khi hoạt động theo cách đó."
Nguồn: Đại học Harvard
