Trung tâm công nghệ sinh học Thành Phố Hồ Chí Minh

Tế bào ở chuột bị lây nhiễm với vi khuẩn Yersinia pseudotuberculosis  hình thành hạt (granulomas)– cấu trúc giam giữ tác nhân gây bệnh. Nhưng khi đột biến enzyme RIPK1, những tế bào này không trải qua quá trình chết theo chương trình apoptosis. Những nhà nghiên cứu tin rằng apoptosis cảm ứng bởi RIPK1 là một chiến thuật để những tế bào chết cảnh báo cho những tế bào xung quanh về sự tồn tại của tác nhân xâm nhiễm (Đại học Pennsylvania).
 

Hệ thống miễn dịch luôn luôn giám sát để phát hiện những tác nhân lạ có khả năng gây nguy hiểm cho cơ thể. Nhưng những tác nhân gây bệnh cũng tiến hóa để thoát khỏi sự giám sát này, như tiết các protein nhằm ngăn cản khả năng vật chủ sử dụng các đáp ứng miễn dịch.

Trong một nghiên cứu mới đây, nhóm nghiên cứu của Igor E. Brodsky, Đại học Pennsylvania, đã xác định được một hệ thống “cảnh báo dự phòng” trong tế bào chủ nhằm ngăn cản nỗ lực thoát khỏi hệ thống miễn dịch của tác nhân gây bệnh.

Brodsky, nghiên cứu sinh ở khoa Bệnh lý học, trường Dược thú y Penn’s, tác giả của nghiên cứu nói, “Trong phạm vi xâm nhiễm, những tế bào đang chết “nói chuyện” với những tế bào khác để chúng không bị xâm nhiễm, đây là cách để những tế bào không còn khả năng đáp ứng được nữa vẫn có thể cảnh báo cho những tế bào xung quanh sự tồn tại của tác nhân gây bệnh.”

Kết quả này giải thích cho câu hỏi đã có từ khá lâu là làm cách nào vật chủ có thể tạo được đáp ứng miễn dịch cho những tác nhân đã được thiết kế để thoát khỏi quá trình này. Đồng thời, kết quả cũng có thể được sử dụng để khởi sự con đường chết tế bào được kích hoạt bởi vi khuẩn ở tế bào ung thư và khuyến khích sự truyền thông tin của chúng.

Công trình nghiên cứu được công bố trên tạp chí Journal of Experimental Medicine.

Con đường để hệ thống miễn dịch nhận biết tác nhân xâm nhiễm là nhận biết những dấu hiệu đặc trưng có ở hầu hết vi khuẩn. Tuy nhiên, tác nhân xâm nhiễm lại không dễ dàng để cho hệ thống miễn dịch tiêu diệt chúng. Một vài tác nhân có thể tiết protein vào tế bào chủ và ngăn cản quá trình nhận biết của tế bào chủ để sự xâm nhiễm của chúng trở nên bền vững.

Một trong những tác nhân đó là vi khuẩn Yersinia có thể gây bệnh dạ dày- ruột ở người. Vi khuẩn Yersinia này truyền protein YopJ vào trong những tế bào của hệ miễn dịch và ngăn cản con đường truyền tín hiệu, cản trở quá trình sản xuất các cytokine, từ đó ngăn sự truyền thông tin giữa các tế bào này với những tế bào khác về sự tồn tại của nó và đưa tế bào chủ vào con đường apoptosis, một dạng của chu trình chết tế bào, và chu trình chết này thường được cho rằng không liên quan đến quá trình viêm- hay nói cách khác, những tế bào bị xâm nhiễm chết trong im lặng.

Nhưng người và chuột vẫn có thể sống sót khi bị nhiễm Yersinia bởi vì bằng cách nào đó hệ thống miễn dịch vẫn biết về sự hiện diện của chúng.

Để hiểu làm cách nào tế bào chủ vượt qua được chiến thuật của Yersinia, nhóm nghiên cứu của Brodsky tập trung vào hoạt động của enzyme RIPK1. RIPK1 được biết đến là protein liên quan đến quá trình đáp ứng của tế bào miễn dịch nhằm phát hiện những dấu hiệu liên quan đến tác nhân gây bệnh (pathogen-associated pattern) cũng như khởi sự chu trình chết tế bào.

Brodsky nói, “RIPK1 là một protein quan trọng cho tế bào, protein này có thể chuyển tín hiệu để hoạt hóa sự biểu hiện gene, sự chết theo chu trình hay apoptosis, hoặc nó cũng có thể khởi sự quá trình hoại tử.” Tuy nhiên, vẫn chưa có bất cứ một giải thích về mặt sinh lý nào cho vấn đề này.

Những nhà nghiên cứu sử dụng một dòng chuột, được tạo bởi GlaxoSmithKline, dòng chuột này mang đột biến trên RIPK1 làm cho enzyme không thể kích hoạt con đường apoptosis khi tiếp xúc với vi khuẩn Yersinia.

Brodsky nói, “Dòng chuột này thật sự có ích với chúng tôi để có thể phân biệt giữa phản ứng viêm và apoptosis.”

Khi những con chuột này được gây nhiễm với Yersinia, tế bào của chúng không xảy ra quá trình apoptosis. Mặc dù, những con chuột này trở nên rất nhạy cảm và không chống chịu nổi với sự xâm nhiễm mà những con chuột thông thường hoàn toàn có thể sống sót. Vi khuẩn có thể phân tán khắp cơ thể, trong khi với những con chuột bình thường, vi khuẩn Yersinia bị ngăn cản ở hạch bạch huyết, lách hoặc gan.

Brodsky nói, “Chúng không thể kiểm soát được sự xâm nhiễm của vi khuẩn. Vi khuẩn có thể xâm nhiễm nhiều bộ phận trên cơ thể, bao gồm cả phổi.”

Trong khi apoptosis thường được xem là không liên quan tới quá trình viêm, nhưng những nhà khoa học chỉ ra rằng quá trình apoptosis được cảm ứng bởi RIPK1có cảm ứng sản xuất cytokine, có lẽ là từ những tế bào xung quanh không bị nhiễm vi khuẩn, điều này giúp thu hút tác nhân gây viêm và đóng một vai trò quan trọng trong sự tồn tại của vật chủ.

Những nhà nghiên cứu cũng thấy rằng những hạch bạch huyết của chuột bị xâm nhiễm bởi vi khuẩn và không trải qua quá trình apoptosis cảm ứng bởi RIPK1 cũng không thể hình thành các u hạt (granulomas), có tác dụng chống lại tác nhân xâm nhiễm hoặc kích thích gây viêm, và được nghĩ rằng có chức năng giam giữ vi khuẩn. Điều này cho thấy quá trình apoptosis cảm ứng bởi RIPK1 có thể kích thích hình thành granulomas để ngăn cản vi khuẩn lây nhiễm xa hơn.

Mặc dù Brodsky nói rằng nghiên cứu này chỉ mới ở giai đoạn đầu, nhưng nó cũng cung cấp một cách để thúc đẩy tế bào ung thư -những tế bào tăng trưởng mạnh mà không bị cản trở bởi hệ thống miễn dịch- bước vào chu trình chết tế bào.

Ông nói, “Chúng tôi có thể sử dụng những vi khuẩn được biến đổi có khả năng kích hoạt con đường này hoặc mang những protein vi khuẩn này đến tế bào khối u, và sử dụng như một liệu pháp chống ung thư.”

Trong những nghiên cứu tiếp theo, Brodsky và những cộng sự sẽ tiếp tục nghiên cứu tín hiệu mà tế bào bị xâm nhiễm tạo ra để kích hoạt những tế bào xung quanh sản xuất cytokine. Họ hy vọng khám phá được con đường phân tử nào đóng vai trò quan trọng trong quá trình này. Những nhà nghiên cứu cũng muốn tìm hiểu chi tiết hơn về cách hình thành granulomas.

Nguồn: https://www.sciencedaily.com/releases/2017/09/170929132628.htm