Nghiên cứu mới về việc giữ sạch động mạch của bạn

Phục hồi một quá trình bị chậm lại khi chúng ta già đi có thể bảo vệ chống lại chứng xơ vữa động mạch, nguyên nhân chính gây ra các cơn đau tim và đột quỵ. Trong phát hiện được công bố trực tuyến ngày hôm nay trên Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia (PNAS), các nhà khoa học tại Đại học Y khoa Albert Einstein do Tiến sĩ Ana Maria Cuervo đứng đầu, đã giảm thiểu thành công mảng bám hẹp động mạch ở những con chuột mà nếu không sẽ phát triển những thương tổn. Các nhà nghiên cứu đã làm như vậy bằng cách thúc đẩy autophagy qua trung gian chaperone (CMA), một quy trình quản lý tế bào mà Tiến sĩ Cuervo đã phát hiện ra vào năm 1993 và đặt tên vào năm 2000. 

Tiến sĩ Cuervo, giáo sư về sinh học phân tử và phát triển và y học cho biết: “Chúng tôi đã chỉ ra trong nghiên cứu này rằng chúng tôi cần CMA để bảo vệ chống lại chứng xơ vữa động mạch, bệnh trở nên nghiêm trọng và tiến triển khi CMA suy giảm - một điều cũng xảy ra khi con người già đi”. Robert và Renée Belfer Chủ tịch nghiên cứu các bệnh thoái hóa thần kinh, đồng thời là đồng giám đốc của Viện nghiên cứu lão hóa tại Einstein. “Nhưng quan trọng không kém, chúng tôi đã chứng minh rằng tăng hoạt động CMA có thể là một chiến lược hiệu quả để hạn chế xơ vữa động mạch và ngăn chặn sự tiến triển của nó.”

CV CMA ấn tượng

CMA giữ cho các tế bào hoạt động bình thường bằng cách phân hủy một cách có chọn lọc nhiều protein trong tế bào. Trong CMA, các protein “chaperone” chuyên biệt liên kết với protein trong tế bào chất và hướng dẫn chúng đến các cấu trúc tế bào chứa đầy enzyme gọi là lysosome để tiêu hóa và tái chế. Tiến sĩ Cuervo đã giải mã nhiều yếu tố phân tử liên quan đến CMA và chỉ ra rằng CMA, thông qua sự phân hủy kịp thời của các protein quan trọng, điều chỉnh nhiều quá trình nội bào bao gồm chuyển hóa glucose và lipid, nhịp sinh học và sửa chữa DNA. Bà cũng phát hiện ra rằng CMA bị gián đoạn cho phép các protein bị hư hỏng tích tụ đến mức độc hại, góp phần gây lão hóa và - khi chất độc tích tụ xảy ra trong các tế bào thần kinh - dẫn đến các bệnh thoái hóa thần kinh bao gồm bệnh Parkinson, Alzheimer và Huntington.

Thành tựu của Tiến sĩ Cuervo đã được công nhận vào năm 2019 khi bà được bầu vào Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia (NAS). Năm 1996, NAS bắt đầu mời các thành viên mới được bầu của mình gửi Điều khoản nhậm chức đặc biệt cho PNAS để nhấn mạnh những đóng góp khoa học của thành viên. Do sự chậm trễ liên quan đến đại dịch COVID-19, bài báo ngày nay về vai trò bảo vệ của CMA chống lại chứng xơ vữa động mạch là bài báo PNAS đầu tiên của Tiến sĩ Cuervo và bổ sung vào cơ quan của bà về tầm quan trọng của CMA.

Chống lại mảng bám

Bệnh tim mạch (CVD) là nguyên nhân gây tử vong hàng đầu trên thế giới, với hơn 80% các bệnh tim mạch tử vong do đau tim và đột quỵ. CVD, đến lượt nó, thường liên quan đến chứng xơ vữa động mạch: sự tích tụ của mảng bám (một chất kết dính bao gồm chất béo, cholesterol, canxi và các chất khác) trong thành động mạch. Các mảng bám tích tụ làm cứng và thu hẹp các động mạch, ngăn cản chúng cung cấp máu có oxy đến cơ tim (dẫn đến các cơn đau tim), não (đột quỵ) và phần còn lại của cơ thể.

Để điều tra vai trò của CMA đối với chứng xơ vữa động mạch, Tiến sĩ Cuervo và các đồng nghiệp đã thúc đẩy chứng xơ vữa động mạch ở chuột bằng cách cho chúng ăn một chế độ ăn phương Tây nhiều chất béo trong 12 tuần và theo dõi hoạt động của CMA trong các động mạch chủ bị mảng bám của động vật. Hoạt động CMA ban đầu tăng lên để đáp ứng với thách thức về chế độ ăn uống; Tuy nhiên, sau 12 tuần, sự tích tụ mảng bám là đáng kể và hầu như không có hoạt động CMA nào có thể được phát hiện trong hai loại tế bào - đại thực bào và tế bào cơ trơn động mạch - được biết là có trục trặc trong xơ vữa động mạch, dẫn đến sự tích tụ mảng bám trong động mạch.

“CMA dường như rất quan trọng trong việc bảo vệ các đại thực bào và tế bào cơ trơn - giúp chúng hoạt động bình thường bất chấp chế độ ăn chống xơ vữa động mạch - ít nhất là trong một thời gian, cho đến khi hoạt động CMA của chúng về cơ bản ngừng lại,” Tiến sĩ Cuervo nói. Bà lưu ý rằng việc cho những con chuột hoàn toàn thiếu hoạt động CMA cho ăn chế độ ăn giàu chất béo đã tạo ra bằng chứng mạnh mẽ hơn về tầm quan trọng của CMA: các mảng lớn hơn gần 40% so với những con đối chứng cũng đang ăn chế độ giàu chất béo.

Của chuột và cả đàn ông

Các nhà nghiên cứu đã tìm thấy bằng chứng cho thấy hoạt động CMA yếu cũng tương quan với chứng xơ vữa động mạch ở người. Một số bệnh nhân đã từng bị đột quỵ phải trải qua một thủ thuật phẫu thuật, được gọi là cắt nội mạc động mạch cảnh, loại bỏ các đoạn động mạch cảnh bị ảnh hưởng bởi mảng bám của họ để giảm nguy cơ bị đột quỵ lần thứ hai. Tiến sĩ Cuervo và các đồng nghiệp của bà đã phân tích hoạt động của CMA trong các đoạn động mạch cảnh từ 62 bệnh nhân đột quỵ đầu tiên được theo dõi trong ba năm sau khi phẫu thuật.

Tiến sĩ Cuervo cho biết: “Những bệnh nhân có mức CMA cao hơn sau lần đột quỵ đầu tiên của họ không bao giờ mắc lần thứ hai, trong khi lần đột quỵ thứ hai xảy ra ở gần như tất cả những bệnh nhân có hoạt độ CMA thấp,” Tiến sĩ Cuervo nói. “Điều này cho thấy mức độ hoạt động CMA của bạn sau khi cắt bỏ nội mạc tử cung có thể giúp dự đoán nguy cơ đột quỵ lần thứ hai và hướng dẫn điều trị, đặc biệt là đối với những người có CMA thấp.”

Tăng cường CMA, Điều chỉnh xơ vữa động mạch

Nghiên cứu này là nghiên cứu đầu tiên chỉ ra rằng tăng cường CMA có thể là một cách hiệu quả để ngăn ngừa chứng xơ vữa động mạch trở nên trầm trọng hoặc tiến triển. Các nhà nghiên cứu đã di truyền CMA “điều chỉnh” ở những con chuột được ăn theo chế độ ăn giàu chất béo của phương Tây và sau đó so sánh chúng với những con chuột đối chứng được ăn cùng một chế độ ăn trong 12 tuần. Những con chuột được tăng cường CMA đã cải thiện đáng kể hồ sơ lipid máu, với mức cholesterol giảm rõ rệt so với những con chuột đối chứng. Tổn thương mảng bám hình thành ở chuột bị biến đổi gen nhỏ hơn đáng kể và mức độ nghiêm trọng nhẹ hơn so với mảng ở chuột đối chứng. May mắn thay, mọi người sẽ không cần thay đổi gen để hưởng lợi từ phát hiện này.

Tiến sĩ Cuervo cho biết: “Các đồng nghiệp của tôi và tôi đã phát triển các hợp chất thuốc có triển vọng tăng hoạt tính CMA một cách an toàn và hiệu quả trong hầu hết các mô chuột và trong các tế bào có nguồn gốc từ con người. Einstein đã nộp sở hữu trí tuệ về công nghệ cơ bản này.

Bài báo PNAS có tiêu đề “Vai trò bảo vệ của quá trình tự động thở qua trung gian chaperone chống lại chứng xơ vữa động mạch.” Các tác giả khác của Einstein là Julio Madrigal-Matute, Ph.D., Dario F. Riascos-Bernal, Antonio Diaz, MD, Ph.D., Inmaculada Tasset, Ph.D., Adrian Martin-Segura, Ph.D., Susmita Kaushik, Ph.D., Simoni Tiano, MD, Matthieu Bourdenx, Ph.D., Gregory J. Krause, MS, Nicholas Sibinga, MD, Fernando Macian, MD, Ph.D. và Rajat Singh, MD Bài báo khác đồng tác giả tương ứng là Tiến sĩ Judith C. Sluimer của Trung tâm Y tế Đại học Maastricht ở Hà Lan và Đại học Edinburgh ở Vương quốc Anh.