Vi khuẩn ruột có thể gây tổn thương não, đột quỵ

Mới đây, các nhà khoa học đã tìm ra mối liên kết giữa những bất thường của mạch máu não với các vi khuẩn ở trong dạ dày.

Đây là kết quả từ nghiên cứu để tìm ra sự nối kết giữa ruột và các căn bệnh liên quan tới bộ não.

Những dị tật mà có thể dẫn đến đột quỵ được gọi là dị tật bẩm sinh ở não (CCMs). Khi mắc bệnh này, bệnh nhân không có nhiều lựa chọn. Nếu không thể thực hiện phẫu thuật, chỉ còn một cách là chăm sóc để tạm thời xoa dịu cơn đau.

Nhưng nếu các nhà khoa học có thể tìm ra nguyên nhân của những bất thường này, thì sẽ có những phương pháp điều trị để ngăn chặn cơn bệnh ngay cả trước khi nó xảy ra.

Vi khuẩn ruột liên quan đến những căn bệnh thuộc về não (Ảnh: Shutterstock).

Một nhóm nghiên cứu quốc tế được dẫn đầu bởi Trường đại học Pennsylvania (Mỹ), đã nghiên cứu những con chuột được tiêm gen di truyền phát triển các tổn thương mạch máu trong não.

Nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng, các hình thái di truyền của tình trạng này có thể bị gây ra bởi đột biến các gen nhất định. Những gen này thường sẽ ức chế các tín hiệu quan trọng, mà ảnh hưởng đến sự phát triển của các tế bào não tạo thành các thành mạch máu.

Mặc dù nghiên cứu mới có thể giúp xác định những người có nguy cơ phát triển CCM, hiện nay vẫn không có loại thuốc nào thay thế được vai trò của các gen bị mất. Do đó chúng ta vẫn không thể làm được gì nhiều cho các bệnh nhân.

Đột biến gen không giống nhau ở mỗi người nên CCM đều thay đổi đáng kể ở từng bệnh nhân. Vì vậy, có nhiều thứ để tìm hiểu hơn là những gen bị phá hủy.

Bằng cách nghiên cứu hai quần thể chuột được biến đổi di truyền qua nhiều thế hệ, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra những thứ mới. Theo đó, có những cá thể có thể đề kháng với sự phát triển của các tổn thương, mặc dù chúng vẫn mang một trong những đột biến CCM.

Trong số những con chuột có sức kháng cự này, có một vài con non vẫn tiếp tục phát triển dị tật. Tuy nhiên, những con chuột còn nhỏ này có thể giúp giải thích những nguyên nhân tiềm ẩn của căn bệnh.

Các nhà khoa học đã tiến hành kiểm tra vai trò của sự lây nhiễm trong sự phát triển của CCM. 16 con chuột "kháng thuốc" đã được tiêm một loại vi khuẩn Gram âm sống gọi là Bacteroides fragilis, thường được tìm thấy trong ruột.

Trong số đó, 9 con chuột đã phát triển các tổn thương mạch máu và viêm phổi. Điều này cho thấy rằng, vi khuẩn đã lan rộng từ nơi nhiễm bệnh và ảnh hưởng đến sự phát triển của các tế bào lót của mạch máu não.

Thông thường, các vi khuẩn gram âm như B. fragilis ảnh hưởng đến phản ứng của tế bào ở động vật có vú như con người và chuột. Ảnh hưởng thông qua một loại phân tử trên màng ngoài gọi là lipopolysaccharide (LPS), hoặc endotoxin.

Để xem liệu các phân tử này có khả năng gây ra dị tật hay không, nhóm đã tiêm endotoxin từ vi khuẩn vào những con chuột được tạo ra với gen đột biến, cũng như những con chuột bình thường, không bị di truyền.

Kết quả, những con chuột có gien bị phá vỡ dễ phát triển CCM, dẫn đến những tổn thương mạch máu trong não. Trong khi đó, những con chuột không có các đột biến do gen di truyền thì không bị nhiễm.

Các tế bào lót của các mạch máu não được gọi là “rào cản máu của bộ não”. Chúng thường ngăn ngừa các vật liệu độc hại như endotoxin và các tế bào vi khuẩn xâm nhập vào hệ thần kinh trung ương của chúng ta. Nhưng làm thế nào endotoxin có thể ảnh hưởng đến những tế bào này vẫn còn là một điều bí ẩn.

Jaesung Peter Choi – một trong những nhà nghiên cứu thuộc Đại học Sydney, Australia, phát biểu trên ScienceAlert: “Bí ẩn vẫn cần được tiếp tục điều tra. Tuy nhiên, chúng tôi nghĩ rằng quá trình hình thành CCM được kích hoạt bởi sự hoạt hóa các thụ thể miễn dịch trên bề mặt máu của hàng rào máu của não bộ".

Khi các thụ thể miễn dịch này, gọi là TLR4, được kích hoạt bởi một endotoxin, các tế bào của rào cản máu não bị kích thích để phát triển bất thường. Các gen liên quan thường sẽ ngăn ngừa sự dị dạng, nhưng ở những con chuột bị đột biến, không có gì để ngăn chặn quá trình này.

Điều quan trọng là sự khác biệt trong thụ thể miễn dịch TLR4 ở người cũng có thể giải thích cho một số biến thể ở người có đột biến CCM.

Các nhà khoa học đã tiến hành so sánh những con chuột nhạy cảm với CCM có tiếp xúc với khuẩn tự do và những con ở điều kiện vô trùng. Kết quả cho thấy, vi khuẩn trong môi trường đóng một vai trò quan trọng trong việc biến đột biến thành một căn bệnh chết người.

Mặc dù có thể phát triển các liệu pháp nhắm mục tiêu vào thụ thể miễn dịch TLR4, nhưng các nhà nghiên cứu lại đề nghị tập trung vào vi khuẩn trong ruột.

Nhóm nghiên cứu cho biết: "Tìm hiểu những tương tác của vi sinh vật trong ruột là phương pháp tiềm năng để điều trị một căn bệnh lâu dài như CCM".