Phân tử kiểm soát sự phát triển mạch máu

Các nhà nghiên cứu thuộc Trung tâm y tế Tây Nam UT mới đây đã phát hiện sự phát triển và khôi phục mô tim và mạch máu có mối liên hệ bền chặt với một đoạn axit ribonucleic (ARN) bé nhỏ chỉ hiện diện duy nhất ở một nơi trong cơ thể.

Do tính đặc biệt của nó đối với hệ tim mạch, đoạn ARN siêu nhỏ này là mục tiêu tiềm năng hấp dẫn đối với các liệu pháp điều trị.

Tiến sĩ Eric Olson – chủ tịch khoa sinh học phân tử kiêm tác giả của nghiên cứu được công bố vào tháng 8 trên tờ Development Cell – cho biết: “Các thao tác trên ARN siêu nhỏ sẽ cung cấp con đường hoàn toàn mới để điều trị các chứng rối loạn tim mạch”.

ARN siêu nhỏ (MicroRNA) là đoạn mang thông tin di truyền bé nhỏ, nó thường được cơ thể tạo ra, giúp điều hòa quá trình ADN sản xuất protein. Người ta đã phát hiện được trên 500 đoạn ARN siêu nhỏ.

Trong nghiên cứu hiện tại, đoạn ARN siêu nhỏ được đặt tên miR-126 được lấy làm trọng tâm, trước đây người ta đã biết nó có mối liên hệ với mạch máu. Các nhà khoa học nhận thấy miR-126 chỉ có ở nhóm tế bào màng trong, nhóm tế bào này nằm ở bề mặt bên trong của mạch máu.

Tế bào màng trong kiểm soát sự phát triển của mạch máu mới hình thành trong các phôi đang phát triển, quá trình khôi phục mạch máu bị tổn thương cũng như quá trình tạo mạch máu để hỗ trợ các khối u đang hình thành. Các nhà khoa học đã biến đổi di truyền cho chuột thí nghiệm khiến chúng bị thiếu miR-126 rồi nhận thấy khoảng 40% số chuột đột biến chết trước khi sinh hoặc ngay sau khi được sinh ra. Chúng có các biểu hiện bất thường về tim mạch ví dụ như mạch máu bị hở hay dễ vỡ. 

Các nhà nghiên cứu mới đây đã phát hiện sự phát triển và khôi phục mô tim và mạch máu có mối liên hệ bền chặt với một đoạn axit ribonucleic (ARN) bé nhỏ. (Ảnh: iStockphoto)

Tuy nhiên những con chuột sống sót được lại dường như bình thường và duy trì được đến khi trưởng thành. Các nhà nghiên cứu đưa ra kết luận rằng miR-126 rất quan trọng trong việc tạo mạch máu mới, nhưng một khi hệ tim mạch đã được hình thành miR-126 không còn cần thiết để duy trì hệ thống nữa.

Tuy nhiên những con chuột sống sót có khả năng khôi phục kém sau cơn đau tim. Hầu hết những con chuột thiếu miR-126 chết trong vòng 3 tuần, trong khi 70% chuột bình thường tồn tại ít nhất được 3 tuần.

Vai trò của miR-126 trong việc phân nhánh các mạch máu cũng được kiểm tra bằng cách sử dụng các đoạn động mạch chủ được nuôi cấy. Khi được nuôi cấy bằng các nhân tố kích thích quá trình phân nhánh, đoạn động mạch chủ ở chuột bình thường có khả năng phân nhánh tế bào màng trong.

Đoạn động mạch chủ ở những con chuộ thiếu miR-126 lại rất yếu về vấn đề này. Tiến sĩ Olson – giám đốc Trung tâm nghiên cứu cơ bản về Ung thư Nancy B và Jake L. Hamon kiêm giám đốc Trung tâm nghiên cứu cơ bản về ung thư nhi khoa gia đình Nearburg – cho biết: “Nghiên cứu về ARN siêu nhỏ thể hiện một ranh giới mới trong việc tìm hiểu và điều trị các bệnh ở người. Đây mới chỉ là một gợi ý cho những gì có thể xảy đến”.

Các nhà nghiên cứu đã đệ trình một số chứng chỉ có liên quan đến miR-126 và dự kiến cấp bằng sáng chế để sản xuất với vai trò là tác nhân liệu pháp điều trị qua Miragen Therapeutics – công ty đặt tại Boulder do tiến sĩ Olson đồng sáng lập được UT Tây Nam bỏ vốn.

Các nhà nghiên cứu khác cộng tác là tiến sĩ Shusheng Wang, nhà nghiên cứu hậu tiến sĩ ngành sinh học phân tử; tiến sĩ Arin Aurora, nhà nghiên cứu hậu tiến sĩ ngành sinh học phân tử; nghiên cứu sinh Brett Johnson; Xiaoxia Qi, nhà khoa học nghiên cứu ngành sinh học phân tử; John McAnally, nhà nghiên cứu ngành sinh học phân tử; tiến sĩ. Joseph Hill, giáo sư nội khoa; tiến sĩ James Richardson, giáo sư bệnh lý học; and tiến sĩ Rhonda Bassel-Duby, giáo sư ngành sinh học phân tử.

Nghiên cứu được Viện sức khỏe quốc gia, Trung tâm nghiên cứu tim mạch Donald W. Reynolds, Quỹ nghiên cứu hen suyễn Sandler, Quỹ Welch và Hiệp hội tim mạch Hoa Kỳ tài trợ.