Phát hiện mới về 'vòng xoay miễn dịch' và tương lai điều trị bệnh tự miễn, ung thư

Giờ đây, một nghiên cứu từ Đại học Colorado Boulder đã phát hiện điều bất ngờ và công bố trên tạp chí khoa học Cell ngày 12.12. Bí mật nằm ở một "vòng xoay" bên trong hệ miễn dịch của chúng ta, giúp giải thích tại sao phản ứng của cơ thể mỗi người lại khác biệt.

Nghiên cứu phát hiện 'vòng xoay miễn dịch' trong protein IFNAR2 mở hướng điều trị bệnh tự miễn, ung thư - Ảnh: CDC Mỹ

Hệ miễn dịch và vai trò của Interferon

Hệ miễn dịch giống như đội quân bảo vệ cơ thể. Khi vi rút xâm nhập, cơ thể kích hoạt "chuông báo động" bằng cách giải phóng interferon - một loại protein phát tín hiệu cảnh báo các tế bào khác chuẩn bị chiến đấu. Đây là tuyến phòng thủ đầu tiên chống lại vi rút.

Tuy nhiên, nếu "chuông báo động" này bị hỏng - quá yếu hoặc quá mạnh - nó có thể gây ra hậu quả nghiêm trọng. Chuông quá yếu cho phép vi rút lây lan, trong khi chuông quá mạnh có thể khiến cơ thể tự tấn công chính mình, dẫn đến viêm hoặc tổn thương mô. Điều này có thể giải thích tại sao một số người bị COVID-19 nặng hoặc kéo dài.

Các nhà khoa học phát hiện rằng một phần nguyên nhân nằm ở lỗi di truyền từ hàng chục triệu năm trước. Lỗi này xuất hiện ở một protein quan trọng có tên IFNAR2, hoạt động giống như một "vòng xoay" để điều chỉnh tín hiệu interferon. "Vòng xoay" này quyết định phản ứng miễn dịch sẽ mạnh hay yếu.

"Nếu chúng ta có thể điều chỉnh 'vòng xoay' này, chúng ta có thể kiểm soát phản ứng miễn dịch, mở ra các phương pháp điều trị hiệu quả cho bệnh nhiễm trùng, tự miễn và ung thư", giáo sư Ed Chuong, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết.

Transposon: ADN "rác" hay tài sản tiến hóa

Bí mật nằm ở một phần nhỏ trong mã gien gọi là transposon, hay còn được gọi là "kẻ nhảy gien". Đây là các đoạn ADN được di truyền từ vi rút cổ đại, tồn tại trong bộ gien con người từ hàng chục triệu năm trước. Ngày nay, chúng chiếm hơn một nửa bộ gien của chúng ta.

Trong nhiều thập kỷ, transposon bị coi là "ADN rác", không mang lại giá trị gì. Nhưng nghiên cứu này đã chứng minh điều ngược lại: chúng có thể thay đổi cách gien hoạt động và tác động lớn đến chức năng miễn dịch.

"Hãy hình dung gien giống như một câu văn hoàn chỉnh, và transposon là những từ lạ xuất hiện trong câu. Chúng có thể làm thay đổi ý nghĩa câu văn, đôi khi theo hướng tích cực, đôi khi gây hại", bà Giulia Pasquesi, đồng tác giả nghiên cứu, giải thích.

Biến thể IFNAR2 ngắn: Kẻ "phá bĩnh" trong hệ miễn dịch

Nhóm nghiên cứu tập trung vào một biến thể protein đặc biệt: IFNAR2 ngắn. Đây là một ăng-ten nhận tín hiệu interferon nhưng không thể truyền tín hiệu đầy đủ. Thay vì hỗ trợ hệ miễn dịch, biến thể này hoạt động như một "mồi nhử", làm giảm hiệu quả của protein IFNAR2 bình thường.

Thí nghiệm cho thấy IFNAR2 ngắn xuất hiện trong hầu hết các tế bào và thường có số lượng lớn hơn dạng bình thường. Khi các nhà khoa học loại bỏ biến thể IFNAR2 ngắn khỏi tế bào trong phòng thí nghiệm, các tế bào phản ứng mạnh mẽ hơn trước vi rút như SARS-CoV-2 (gây ra COVID-19) và sốt xuất huyết. Điều này cho thấy biến thể này có thể khiến một số người dễ bị nhiễm trùng nặng, nhưng nếu thiếu nó thì có thể dẫn đến các bệnh tự miễn như viêm mãn tính hoặc bệnh vẩy nến.

"Điều này cho thấy sự mất cân bằng giữa IFNAR2 ngắn và bình thường có thể là nguyên nhân khiến một số người dễ mắc bệnh nặng hơn, trong khi thiếu hụt biến thể này có thể dẫn đến viêm mãn tính hoặc bệnh tự miễn", giáo sư Chuong giải thích.

Qua thí nghiệm, các nhà khoa học nhận thấy rằng sự cân bằng giữa hai dạng protein này là yếu tố quyết định phản ứng miễn dịch mạnh hay yếu.

Ứng dụng trong y học

Những phát hiện này mở ra những tiềm năng lớn. Nếu các nhà khoa học có thể điều chỉnh cân bằng giữa các biến thể IFNAR2, điều đó sẽ giúp cải thiện phản ứng miễn dịch, mở ra hướng điều trị mới cho nhiều bệnh từ ung thư đến COVID-19 kéo dài.

“Chúng tôi đã phát hiện ra một 'vòng xoay điều chỉnh' mới, giúp giải thích tại sao phản ứng miễn dịch của mỗi người lại khác nhau”, ông Chuong cho biết. Nhóm nghiên cứu đang phát triển các hợp chất có thể nhắm vào IFNAR2 để điều chỉnh cân bằng miễn dịch.

Nhóm nghiên cứu đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế và đang phát triển các hợp chất nhắm vào "vòng xoay" miễn dịch này. Họ hy vọng rằng phát hiện này sẽ tạo ra các liệu pháp hiệu quả hơn, phù hợp với từng cá nhân.

Theo các nhà khoa học, IFNAR2 ngắn chỉ là phần nổi của tảng băng chìm. Nhiều phần khác trong mã gien, từng bị coi là "ADN rác", có thể đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh miễn dịch. Những "kho báu di truyền" này đang chờ được khám phá.

"Ngay cả những phần nhỏ nhất trong bộ gien, từng bị bỏ qua, cũng có thể giữ chìa khóa để cải thiện sức khỏe con người", ông Chuong chia sẻ.

Nghiên cứu này không chỉ giúp giải mã tại sao COVID-19 tác động khác nhau ở mỗi người, mà còn mở ra những hướng đi mới trong y học. Từ việc điều chỉnh hệ miễn dịch đến phát triển liệu pháp điều trị ung thư, phát hiện về IFNAR2 ngắn cho thấy rằng những gì từng bị coi là vô dụng có thể nắm giữ bí mật thay đổi cuộc sống con người. Đây không chỉ là bước tiến trong khoa học mà còn là hy vọng cho tương lai y học cá nhân hóa.

Hoàng Vũ