Giờ đây, để giảm tần suất điều trị và có khả năng cải thiện hiệu quả của liệu pháp chống amyloid, các nhà nghiên cứu tại Trường Y Đại học Washington ở St. Louis đã phát triển một liệu pháp miễn dịch tế bào mới chỉ cần một mũi tiêm duy nhất để ngăn ngừa sự hình thành mảng amyloid khi được tiêm trước khi mảng bám bắt đầu hình thành ở chuột. Hơn nữa, một lần điều trị duy nhất ở những con chuột đã hình thành mảng bám đã làm giảm một nửa lượng mảng amyloid. Nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí Science.

Tương tự như liệu pháp tế bào CAR-T được sử dụng để điều trị ung thư, trong đó các tế bào T của hệ miễn dịch được biến đổi gen để tấn công các tế bào ung thư, phương pháp mới này trang bị cho các tế bào trong trường hợp này là các tế bào não gọi là tế bào hình sao, một thiết bị định vị CAR để bám vào mục tiêu và tiêu diệt.

Các tế bào CAR-astrocyte mới này có những đặc điểm giúp chúng trở thành những "siêu máy dọn dẹp" loại bỏ các protein gây hại khỏi não bộ, vốn đóng vai trò trong sự suy giảm nhận thức.

"Nghiên cứu này đánh dấu nỗ lực thành công đầu tiên trong việc thiết kế tế bào thần kinh đệm để nhắm mục tiêu và loại bỏ các mảng amyloid beta trong não chuột mắc bệnh Alzheimer", tác giả chính của nghiên cứu, Tiến sĩ Marco Colonna, Giáo sư Bệnh lý học Robert Rock Belliveau tại WashU Medicine, cho biết.

"Mặc dù cần phải nghiên cứu thêm để tối ưu hóa phương pháp và giải quyết các tác dụng phụ tiềm ẩn, nhưng những kết quả này mở ra một cơ hội mới đầy hứa hẹn để phát triển tế bào hình sao CAR thành liệu pháp miễn dịch cho các bệnh thoái hóa thần kinh và thậm chí cả u não."

Loại bỏ chất thải não

Bệnh Alzheimer bắt đầu với một loại protein kết dính gọi là amyloid beta tích tụ thành các mảng bám trong não, gây ra một chuỗi các sự kiện dẫn đến teo não và suy giảm nhận thức. Tế bào microglia , các tế bào miễn dịch cư trú trong não, chịu trách nhiệm loại bỏ chất thải của não nhưng có thể bị rối loạn chức năng khi bị quá tải trong bối cảnh bệnh thoái hóa thần kinh.

Để giảm bớt gánh nặng dọn dẹp cho tế bào microglia, tác giả chính Yun Chen, Tiến sĩ, khi đó là nghiên cứu sinh trong phòng thí nghiệm của Colonna và David M. Holtzman, MD, Giáo sư danh dự Barbara Burton và Reuben M. Morriss III về Thần kinh học tại WashU Medicine, đã biến đổi tế bào astrocyte, loại tế bào phong phú nhất trong não, thành những cỗ máy dọn dẹp amyloid.

Ông đã thiết kế và đưa một gen mã hóa thụ thể kháng nguyên lai (CAR) vào tế bào thần kinh đệm (astrocytes) thông qua một loại virus vô hại được tiêm vào chuột. CAR, giờ đây hiện diện trên bề mặt của tế bào thần kinh đệm, cho phép các tế bào này bắt giữ và nuốt chửng protein amyloid beta. Với khả năng mới này, các tế bào thần kinh đệm – vốn thường chịu trách nhiệm giữ cho não bộ sạch sẽ – đã tập trung nỗ lực vào việc chỉ làm sạch các mảng amyloid beta ở những con chuột dễ bị tích tụ chất này.

Những con chuột mang đột biến gen làm tăng nguy cơ mắc bệnh Alzheimer ở ​​người sẽ hình thành các mảng amyloid beta lan rộng khắp não bộ khi được sáu tháng tuổi.

Chen, hiện là nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại phòng thí nghiệm Holtzman, đã tiêm virus mang gen biểu hiện CAR vào hai nhóm chuột: chuột non trước khi chúng hình thành mảng bám và chuột già có não chứa đầy mảng bám. Sau đó, anh chờ đợi ba tháng.

Khi những con chuột non lớn lên, tế bào hình sao CAR đã ngăn chặn sự hình thành mảng bám amyloid beta. Ở gần sáu tháng tuổi, khi những con chuột không được điều trị thường có não bộ chứa đầy các mảng bám có hại, não bộ của những con chuột được điều trị đã không còn mảng bám nào. Trong khi đó, những con chuột lớn tuổi hơn có não bộ chứa đầy mảng bám tại thời điểm điều trị đã thấy lượng mảng bám amyloid beta giảm 50% so với những con chuột được tiêm virus không có gen CAR.

Các nhà nghiên cứu đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế, với sự hỗ trợ từ Văn phòng Quản lý Công nghệ tại WashU, liên quan đến phương pháp được sử dụng để chế tạo tế bào hình sao CAR.

"Tương tự như các phương pháp điều trị bằng thuốc kháng thể, liệu pháp miễn dịch CAR-tế bào thần kinh đệm mới này hiệu quả hơn khi được sử dụng ở giai đoạn sớm của bệnh," Holtzman, đồng tác giả của bài báo, cho biết. "Nhưng điểm khác biệt, và điểm có thể tạo ra sự khác biệt trong chăm sóc lâm sàng, là ở mũi tiêm duy nhất đã làm giảm thành công lượng protein gây hại trong não chuột."

Trong các nghiên cứu tương lai, các tác giả đặt mục tiêu tiếp tục cải thiện liệu pháp miễn dịch CAR-tế bào hình sao bằng cách tinh chỉnh thiết kế để nhắm mục tiêu tốt hơn vào các protein gây hại, đồng thời đảm bảo không gây ảnh hưởng xấu đến chức năng bình thường của tế bào não.

Thêm vào đó, bằng cách điều chỉnh thiết bị định vị CAR để nhận diện các dấu ấn đặc hiệu trên khối u não, họ có thể chuyển đổi chức năng của tế bào thần kinh đệm từ việc dọn dẹp các mảnh vụn sang trực tiếp tiêu diệt tế bào khối u. Cách tiếp cận này có thể mang lại một phương pháp điều trị mới đầy hứa hẹn cho khối u não và các bệnh lý khác của hệ thần kinh trung ương.