Bệnh cơ tơ tơ sợi (myofibrillar myopathy) type 6 (MFM6) là một rối loạn cơ di truyền hiếm gặp, gây ra tình trạng yếu cơ nghiêm trọng và rút ngắn đáng kể tuổi thọ do sự rối loạn trong điều hòa protein cơ. Các nhà nghiên cứu tại Bệnh viện Đại học Bonn (UKB) và Đại học Bonn đã phát triển một mô hình chuột cho căn bệnh này, qua đó chứng minh rằng sự rối loạn quá trình “tái chế tế bào” – còn gọi là tự thực (autophagy) – là nguyên nhân chính gây bệnh. Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Nature Communications.

Trong bệnh MFM6, các sarcomere – đơn vị nhỏ nhất của sợi cơ chịu trách nhiệm cho vận động và tạo lực căng cơ – bị phá hủy. Nguyên nhân là do protein BAG3 bị lỗi (BAG3_P209L), một thành phần của phức hợp tự thực chọn lọc liên quan đến chaperone (CASA). BAG3 đóng vai trò quan trọng trong quá trình tự thực do CASA điều hòa, một cơ chế giúp loại bỏ hoặc tái chế các protein bị hư hại trong tế bào. Người bệnh bị yếu cơ tiến triển nhanh, tổn thương các dây thần kinh ngoài não và tủy sống, và đôi khi bị suy tim. Nguyên nhân tử vong phổ biến nhất là suy hô hấp do yếu cơ xương, với tuổi thọ trung bình khoảng 20 năm.

Mô hình chuột tái hiện các đặc điểm chính của bệnh

“Để mô phỏng tốt hơn các bệnh lý cơ tim và cơ xương quan sát thấy ở bệnh nhân, chúng tôi đã phát triển một mô hình chuột nhân hóa mới cho MFM6. Do đột biến điểm trong vật liệu di truyền, BAG3 không còn thực hiện được chức năng đồng chaperone trong phức hợp CASA, và sự mất chức năng này dẫn đến tích tụ protein cơ bị hư hại, từ đó gây phá hủy sarcomere,” PD Dr. Michael Hesse thuộc Viện Sinh lý học 1 tại UKB và Đại học Bonn, tác giả liên hệ của nghiên cứu, cho biết.

“Chúng tôi phát hiện rằng những con chuột này có dấu hiệu rõ rệt của yếu cơ, do đó là mô hình lý tưởng để nghiên cứu cơ chế bệnh lý MFM6 trong cơ xương. Vì cơ xương có khả năng tái tạo thông qua tế bào gốc của chính nó, nên việc so sánh với cơ tim – vốn không có tế bào gốc và khả năng tái tạo kém – trở nên đặc biệt quan trọng.”

Hướng điều trị nhằm cải thiện chức năng cơ

Trong nghiên cứu, các nhà khoa học quan sát thấy sự thoái hóa sarcomere, phản ứng viêm và rối loạn chức năng ty thể – “nhà máy năng lượng” của tế bào – trong cơ xương, khiến lực co cơ giảm khoảng 90%. Ngoài ra, họ còn ghi nhận sự suy giảm tổng hợp protein, cùng với sự ức chế quá trình tự thực (autophagy) và mitophagy – cơ chế phân hủy chọn lọc ty thể.

“Trước đây chưa rõ liệu tổn thương ty thể là nguyên nhân hay hậu quả của bệnh,” tác giả chính Kerstin Filippi cho biết. “Chúng tôi đã chứng minh trên mô hình chuột rằng sự tích tụ BAG3 và mất chức năng của BAG3 chủ yếu làm suy giảm autophagy, từ đó thúc đẩy thoái hóa cơ.”

Kết quả cho thấy chỉ khi kích hoạt có chủ đích quá trình tự thực bằng thuốc ức chế miễn dịch rapamycin thì chức năng vận động mới được cải thiện đáng kể. Liệu pháp gen trong cơ xương, giúp giảm lượng protein đột biến BAG3_P209L, cũng cải thiện rõ rệt chức năng cơ.

Trưởng nhóm nghiên cứu Prof. Dr. Bernd Fleischmann từ Viện Sinh lý học I của UKB và thành viên chương trình nghiên cứu “Life & Health” tại Đại học Bonn, cho biết: “Thành công này cho thấy chúng tôi đã có một mô hình chuột hữu ích để thử nghiệm các phương pháp liệu pháp gen mới nhằm điều trị căn bệnh tàn phá này.”