Sơ lược về bệnh loãng xương
Loãng xương (osteoporosis) hay còn gọi là bệnh giòn xương, là bệnh xương phổ biến, đặc biệt là ở người cao tuổi. Người bệnh có mật độ xương giảm thấp, cấu trúc xương bị phá hủy làm xương giòn, dễ gãy khi bị va đập, vấp ngã hay vận động mạnh. Ở Việt Nam cũng như trên thế giới có khoảng 1/3 số phụ nữ và 1/8 nam giới trên 50 tuổi có nguy cơ mắc bệnh loãng xương. Gãy xương hay xảy ra với xương cột sống, xương đùi và xương cổ tay. Người bị gãy xương thường phải trải qua phẫu thuật với chi phí rất cao, đặc biệt một số trường hợp xương bị gãy không lành lại được có thể dẫn đến tàn tật, thậm chí gây tử vong.
Ở người khỏe mạnh, mô xương luôn được tái tạo thông qua quá trình chu chuyển xương. Các tế bào hủy xương (Osteoclast) có chức năng phá hủy xương cũ hay xương bị tổn thương, trong khi các tế bào tạo xương (Osteoblast) chịu trách nhiệm tạo ra xương mới vững chắc. Cân bằng hoạt động giữa các tế bào tạo xương và hủy xương đảm bảo cho việc duy trì sức khỏe của hệ xương. Tuy nhiên, một số yếu tố như sự lão hóa, thiếu hụt hormon, thiếu vận động, hay việc lạm dụng các loại thuốc kháng viêm như Corticosteroids có thể gây mất cân bằng trong quá trình chu chuyển xương, làm cho các tế bào hủy xương lấn át tế bào tạo xương, gây giảm mật độ xương dẫn đến loãng xương.
Cá Medaka (ảnh aquaticarts.com)
Hướng đi mới trong điều trị bệnh loãng xương
Thuốc chống loãng xương được sử dụng phổ biến hiện nay chủ yếu thuộc nhóm bisphosphonates, là các chất có khả năng ức chế hoạt động của tế bào hủy xương. Tuy nhiên, hiệu quả của các thuốc này còn hạn chế và gây phản ứng phụ không mong muốn, thậm chí khi điều trị lâu dài có thể gây giảm chất lượng xương. Tế bào hủy xương ở người được biết là có nguồn gốc từ các tế bào gốc tạo máu và các đại thực bào (Macrophage).
Bằng các kỹ thuật di truyền hiện đại (như chuyển gen và chỉnh sửa gen CRISPR-Cas), TS Phan Quang Tiến và cộng sự thuộc NUS đã tạo ra dòng cá chuyển gen để đánh dấu huỳnh quang các đại thực bào và các dòng cá đột biến làm mất chức năng của hai yếu tố tham gia điều khiển hoạt động của đại thực bào là CXCL9 và CXCR3. Kết quả phân tích hiển vi laser quét đồng tiêu trên cá lai tạo từ các dòng cá trên với dòng cá chuyển gen mô hình bệnh loãng xương* có đánh dấu huỳnh quang tế bào hủy xương đã thu được những hình ảnh về sự chuyển dạng và biệt hóa của một nhóm đại thực bào có biểu hiện CXCR3 thành tế bào hủy xương. Kết quả nghiên cứu của TS Phan Quang Tiến và cộng sự cũng đã chứng minh được vai trò của CXCL9 và CXCR3 trong việc điều khiển và kích thích làm cho các đại thực bào di chuyển đến mô xương và biệt hóa thành các tế bào hủy xương.
Từ lâu, CXCL9 và CXCR3 mới chỉ được biết đến là những yếu tố tham gia vào quá trình điều động tế bào miễn dịch tới vị trí viêm nhiễm. Đây là lần đầu tiên mối quan hệ giữa chúng với quá trình hủy xương được phát hiện. Ở nghiên cứu này, CXCL9 và CXCR3 được tìm thấy lần lượt ở tế bào tạo xương và các đại thực bào là tiền thân của tế bào hủy xương; cả hai gen này đều biểu hiện đặc biệt cao ở cá mô hình bệnh loãng xương. Khi cá mô hình bệnh loãng xương mất một trong hai yếu tố này đều có số lượng tế bào hủy xương và mức độ tổn thương xương giảm rõ rệt so với đối chứng. Điều này gợi ý cho việc nghiên cứu các chất có khả năng ức chế chúng làm thuốc chống loãng xương.
Từ những kết quả nghiên cứu trên, một hướng tiếp cận mới cho việc nghiên cứu phát triển thuốc điều trị bệnh loãng xương được mở ra là tìm và phát triển những chất có khả năng ức chế CXCL9 hoặc/và CXCR3. Cụ thể, trong nghiên cứu của mình, TS Phan Quang Tiến và cộng sự đã phát hiện thấy AMG-487 và NBI-74330 (hai chất ức chế thụ thể CXCR3) có tác dụng làm giảm hơn 50% mức độ tổn thương xương trên cá mô hình bệnh loãng xương, hứa hẹn tiềm năng lớn phát triển thuốc mới chống loãng xương. Theo một hướng rộng hơn, những nghiên cứu trong tương lai có thể sàng lọc các chất có tác dụng ức chế sự di chuyển của đại thực bào đến mô xương, hoặc ngăn chặn quá trình biệt hóa của các tế bào này thành tế bào hủy xương, thay vì ức chế hoạt động của tế bào hủy xương như các liệu pháp hiện tại.
* Dòng cá do TS Tô Thanh Thúy tạo ra trước đó khi nghiên cứu tại NUS. Hiện tại, dòng cá này đang được nuôi và duy trì tại Phòng thí nghiệm cá BoneMed của Trường Đại học Khoa học Tự nhiên (Đại học Quốc gia Hà Nội) để nghiên cứu sàng lọc các chất tự nhiên và tổng hợp hoạt tính chống loãng xương theo một hợp tác với phòng thí nghiệm của NUS cùng các đối tác khác.
Nguyễn Tiến Thịnh
(tổng hợp theo PNAS)