Nghiên cứu mới chỉ ra khả năng phát triển của hệ vi sinh vật gây bệnh trong não có thể đóng vai trò trong bệnh Alzheimer và các chứng mất trí nhớ liên quan.
Khi nghiên cứu mẫu não, các nhà nghiên cứu phát hiện não của bệnh nhân Alzheimer có cấu hình vi khuẩn khác biệt rõ rệt so với những ai không mắc bệnh.
Nhóm vi khuẩn đặc thù trong não là yếu tố dự báo Alzheimer. Hơn nữa, các nhóm vi khuẩn đặc thù này cũng được tìm thấy trong não của người mắc ALS (Hội chứng Xơ cứng Teo cơ Một bên), cho thấy tác động tiềm tàng đến rối loạn thần kinh khác.
Đường ruột chứa hơn trăm nghìn tỷ vi sinh vật
Hệ vi sinh vật đường ruột của mỗi cá nhân gồm vật liệu di truyền của hơn 100 nghìn tỷ vi sinh vật nhỏ bé – nấm, nấm men, vi khuẩn và thậm chí cả virus, hầu hết trú ngụ trong đường tiêu hóa của chúng ta để bảo vệ sức khỏe. Nhưng khi hệ vi sinh vật khỏe mạnh mất cân bằng – “bệnh lý đường ruột” – bất kỳ vấn đề sức khỏe nào cũng có thể xảy ra – từ viêm khớp dạng thấp đến viêm âm đạo do vi khuẩn.
Dữ liệu mới được công bố trong Tháng Bảy trên tạp chí Frontiers in Cellular and Infection Microbiology (Tạm dịch: Các Ranh giới trong Vi sinh học Tế bào và Nhiễm trùng), từ các nhà nghiên cứu tại Trường Y khoa Drexel, thêm bằng chứng về khả năng phát triển hệ vi sinh vật gây bệnh trong não có thể gây một số dạng Alzheimer và chứng mất trí nhớ liên quan.
Khi hệ vi sinh vật không còn khỏe mạnh, do xâm nhập của tác nhân gây bệnh bên ngoài, hoặc do thay đổi lớn về số lượng các loài vi khuẩn hiện diện, tình trạng loạn khuẩn, hay mất cân bằng hệ vi sinh vật, sẽ xảy ra. Loạn khuẩn có thể làm thay đổi quá trình trao đổi chất và gây viêm, liên quan đến tổn thương mô trong viêm loét đại tràng, viêm khớp dạng thấp và nhiều bệnh viêm mãn tính khác.
Nghiên cứu 130 mẫu não được hiến tặng của 32 cá nhân – 16 cá nhân mắc Alzheimer và 16 cá nhân đối chứng cùng độ tuổi nhưng không mắc bệnh, các nhà khoa học tại Drexel phát hiện hệ vi khuẩn trong tất cả các não — não của bệnh nhân mắc Alzheimer cho thấy cấu hình vi khuẩn khác so với não của cá nhân đối chứng cùng độ tuổi.
Nhóm nghiên cứu sử dụng giải trình tự gene RNA ribosome 16S đầy đủ, một kỹ thuật phát hiện bất kỳ và tất cả các loài vi khuẩn có trong mẫu. Các nhà nghiên cứu xác định nhóm vi khuẩn đặc hiệu với bệnh trong hầu hết não bị ảnh hưởng bởi Alzheimer, cho thấy nhóm vi khuẩn là yếu tố dự báo mạnh của bệnh.
Các tác giả phát hiện năm hệ vi sinh vật não, bốn hệ xuất hiện ở thời điểm khác nhau trong quá trình tiến hóa của não cá nhân mắc Alzheimer. Các tác giả cho biết nhiều khả năng hệ vi sinh vật Alzheimer được quan sát sẽ tiến hóa để trở nên dễ gây bệnh hơn khi bệnh tiến triển, với các giai đoạn sau được gọi là hệ vi sinh vật gây bệnh.
Các tác giả giả thuyết rằng não bắt đầu với một hệ vi sinh vật khỏe mạnh, nhưng khi bệnh phát triển, hệ vi sinh vật khỏe mạnh sẽ chiếm lĩnh bởi một nhóm vi khuẩn mới thay thế vi khuẩn khỏe mạnh ban đầu và cuối cùng xuất hiện hệ vi sinh vật gây Alzheimer.
Mẫu từ cả hai bộ mẫu não đều lấy từ thùy trán, thùy thái dương và vỏ não khứu giác.
Dựa trên phân bố ngẫu nhiên của các vi sinh vật cần đưa vào khắp não, kết quả phù hợp với thất bại ở một hoặc nhiều mạng lưới của não; tuy nhiên, còn quá sớm để khẳng định liệu các kiểu phân bố quan sát được có phải do hàng rào máu não bị rò rỉ, hệ thống glymphatic (hệ thống làm sạch hệ thần kinh trung ương) của não hay quá trình truyền synaptonemal (quá trình truyền tín hiệu giữa các tế bào thần kinh (neurone) trong hệ thần kinh) cho phép vi khuẩn, gồm Cutibacterium acnes (trước đây gọi Proprionibacterium acnes), Methylobacterium, Bacillus, Caulobacter, Delftia và Variovora xâm nhập vào não hay không.
Trong mẫu não của bệnh nhân Alzheimer, các nhà nghiên cứu lưu ý vi khuẩn gây bệnh dường như chế ngự và thay thế vi khuẩn Comamonas sp. vốn liên quan đến não không mắc chứng mất trí.
“Có lẽ phá hủy vi khuẩn Comamonas, một phần của hệ vi sinh vật não khỏe mạnh, là dấu hiệu đầu tiên của chứng mất trí sắp xảy ra”, Tiến sỹ Garth D. Ehrlich, giáo sư tại Đại học Y khoa, tác giả chính của bài báo, nói.
“Chúng tôi hiện đang đặt câu hỏi để hướng dẫn các nghiên cứu trong tương lai, nhưng có nhiều giả thuyết. Thủ phạm có thể là vi khuẩn hoặc một thứ gì đó khác – như nấm, ký sinh trùng hoặc virus – cùng một lúc.”
Khi bệnh nhân mắc Alzheimer, họ sẽ bị viêm não, đặc trưng bởi các chất lắng đọng beta amyloid được hình thành do gia tăng sản xuất peptide Aβ (một peptide kháng khuẩn, một phần của phản ứng miễn dịch bẩm sinh) dẫn đến mảng bám amyloid trong não.
Tương tự, Alzheimer đặc trưng bởi các đám rối protein tau được tìm thấy trong các tế bào có đặc điểm phosphoryl hóa bất thường, dẫn đến phá hủy các khớp thần kinh và tế bào thần kinh, nhưng cũng được chứng minh giúp ngăn chặn lây lan của mầm bệnh trong não.
Bệnh lý liên quan đến protein – gọi là “giả thuyết chuỗi amyloid” – trọng tâm nghiên cứu chính của Alzheimer trong nhiều thập kỷ. Gần đây, các nghiên cứu thách thức mô hình này bằng đề xuất vai trò của vi khuẩn, nấm và virus, cũng như hệ thống miễn dịch và tình trạng viêm não, một số nhà nghiên cứu gọi là “giả thuyết mầm bệnh”.
Vi khuẩn trong não – một phần của hệ vi sinh vật gây bệnh
“Nhiều nghiên cứu hiện nay chỉ ra hiện diện của vi khuẩn trong não các cá nhân mắc Alzheimer”, Jeffrey Lapides, Tiến sỹ, Phó Giáo sư thỉnh giảng tại Trường Y, tác giả chính của nghiên cứu, nói.
“Mảng bám, thành phần có đặc tính kháng khuẩn trong ống nghiệm, không phải là nguyên nhân trực tiếp gây Alzheimer, thay vào đó phản ứng với vi khuẩn trong não – một số lành tính, một số gây bệnh, có thể gây tổn thương nhưng chưa dẫn đến suy giảm nhận thức, khiến chúng trở thành một phần của hệ vi sinh vật gây bệnh.”
Nhóm vi khuẩn đặc biệt có trong não của bệnh nhân Alzheimer thường được tìm thấy trong não của cá nhân mắc bệnh thoái hóa thần kinh xơ cứng teo cơ một bên, hay ALS (Hội chứng Xơ cứng Teo cơ Một bên) — cho thấy nhóm vi khuẩn có thể góp phần gây ra nhiều hơn một bệnh lý thần kinh.
Theo các tác giả, bước tiếp theo của nghiên cứu là nghiên cứu khả năng đóng góp của các vi khuẩn khác và tìm hiểu xem điều gì xảy ra, về sinh lý, trong não khiến hệ vi sinh vật thay đổi theo thời gian.
“Phát triển của Alzheimer và chứng mất trí khác rất phức tạp và có thể liên quan đến tương tác của nhiều hệ thống”, Ehrlich cho biết
Tôi tin càng nhiều nhiễm trùng não, nguy cơ mắc Alzheimer càng cao. Có nhiều tác nhân gây bệnh có thể làm tăng nguy cơ. Hệ sinh vật bệnh lý không phải câu trả lời toàn diện, nhưng là một phần của câu đố.
Theo nhóm nghiên cứu, vị trí chính xác của vi khuẩn gây bệnh trong não cũng là câu hỏi mở. Các nhà nghiên cứu cần biết chính xác hơn vị trí của vi khuẩn để hiểu rõ hơn vai trò của chúng.
Các tác giả phát hiện khi một hệ vi sinh vật gây bệnh không lành mạnh nằm ở thùy trán, khả năng mắc Alzheimer cao. Bệnh ít có khả năng phát triển ở thùy thái dương.
Dù còn nhiều điều chưa biết, các tác giả cho biết đây là bước tiến đáng kể trong nghiên cứu hệ vi sinh vật.
“Điểm mạnh trong nghiên cứu của chúng tôi nằm ở kết hợp công nghệ giải trình tự đột phá với phương pháp thống kê tiên tiến và sáng tạo nhất”, tác giả chính Yves Moné, Tiến sĩ, cộng tác viên nghiên cứu tại Trường Y, nói. “Phân tích dữ liệu hệ vi sinh vật vốn dĩ khó khăn nếu không có tiêu chuẩn vàng nào, và công trình đóng góp đáng kể vào lĩnh vực phân tích dữ liệu hệ vi sinh vật.”
Theo Hiệp hội Alzheimer, ước tính có khoảng 6,7 triệu người Mỹ mắc Alzheimer và dự kiến tăng gấp đôi vào năm 2050. Viện Y tế Quốc gia Hoa Kỳ tăng ngân sách cho nghiên cứu về chứng mất trí nhớ và Alzheimer trong những năm gần đây, hiện đang dành ngân sách hằng năm 3,7 tỷ USD cho chẩn đoán và phát triển thuốc, cùng nghiên cứu khác về các liệu pháp tiềm năng khác.
Ehrlich và đồng nghiệp là thành viên của Sáng kiến Pathobiome Alzheimer, một nhóm nghiên cứu mới thành lập phát triển nghiên cứu thí điểm nhằm tìm kiếm bệnh nhiễm trùng ở bệnh nhân mất trí nhớ và Alzheimer, với mục đích cuối cùng tìm hiểu cho bệnh nhân bị nhiễm bệnh dùng thuốc kháng khuẩn trước khi xuất hiện triệu chứng có làm chậm hoặc ngăn ngừa các triệu chứng của bệnh hay không.
Theo neurosciencenews.com
