Trong nhiều thập kỷ, các nhà khoa học đã nghiên cứu các loại thuốc tâm thần xoay quanh tế bào thần kinh - những tế bào não có chức năng truyền tải các tín hiệu điện và hóa học. Thế nhưng, các phương pháp điều trị các bệnh lý sức khỏe tâm thần vẫn còn những hạn chế đáng kể đối với gần 1/7 dân số toàn cầu đang phải sống chung với các rối loạn tâm thần.
Bà Anna Orr, nhà khoa học thần kinh tại cơ sở y tế Weill Cornell Medicine, nhận định: “Các lĩnh vực thần kinh học và tâm thần học thực sự chưa đạt được thành tích quá nổi bật trong việc điều trị nhiều tình trạng thoái hóa thần kinh và tâm thần nghiêm trọng, mặc dù chúng ta đã có hiểu biết khá sâu về chức năng của tế bào thần kinh”.
Giờ đây, các nhà khoa học đang chuyển hướng sang một loại tế bào não từng bị lãng quên, tế bào hình sao, để phát triển các liệu pháp hiệu quả hơn. Từng được coi là tế bào hỗ trợ, tế bào hình sao ngày càng được công nhận về vai trò trong việc định hình quá trình học tập, trí nhớ và hành vi. Những phát hiện ban đầu cho thấy chúng có thể mang lại các mục tiêu mới, chính xác hơn để điều trị các tình trạng như lo âu, trầm cảm và rối loạn căng thẳng sau sang chấn (PTSD).
Tế bào hình sao ảnh hưởng đến hoạt động não bộ và hành vi như thế nào?
Tế bào hình sao bao bọc quanh các khớp thần kinh - những điểm nối nơi các tế bào thần kinh gặp nhau để trao đổi thông tin - từ đó ảnh hưởng đến cách các tín hiệu được gửi và nhận. Mặc dù chiếm tới một nửa số lượng tế bào ở một số vùng não, nhưng cho đến tận gần đây, chúng vẫn khó nghiên cứu hơn so với tế bào thần kinh.
Bà Lindsay Halladay, nhà khoa học thần kinh hành vi tại Đại học Arizona, cho biết: “Chúng ta đã có các công cụ để đo lường hoạt động thần kinh từ rất lâu. Chỉ trong hai thập kỷ qua, những tiến bộ trong sinh học phân tử và di truyền học mới giúp chúng ta có thể theo dõi những gì tế bào hình sao đang làm trong thời gian thực”.
Sự chuyển dịch đó đang bắt đầu hé lộ mức độ ảnh hưởng sâu sắc của những tế bào này đến hành vi. Một nghiên cứu gần đây do bà Halladay đồng tác giả đã chỉ ra rằng các tế bào hình sao trong hạch hạnh nhân, vùng xử lý cảm xúc của não, đã sáng lên khi những con chuột hình thành và ghi nhớ những ký ức sợ hãi. Việc điều chỉnh hoạt động đó tăng lên hay giảm xuống đã dẫn đến sự thay đổi tương ứng ở các vùng não khác, ảnh hưởng đến cách những con chuột phản ứng với nỗi sợ hãi.
“Mỗi khi phát hiện ra một đường truyền tín hiệu mới, chúng tôi lại nhận ra rằng các phân tử liên quan đều có mối liên hệ về mặt di truyền với các loại bệnh”, bà Cagla Eroglu, nhà khoa học thần kinh và giáo sư tại Đại học Duke, chia sẻ.
Tế bào hình sao mang những dấu ấn protein đặc hiệu đáng chú ý, khiến chúng có thể trở thành mục tiêu lý tưởng cho các loại thuốc mới. Ông Benjamin Deneen, nhà khoa học thần kinh tại Đại học Y khoa Baylor, phát hiện ra rằng một loại protein có tên là NFIA vẫn hoạt động trong các tế bào hình sao bên trong hồi hải mã, vùng ghi nhớ của não, nhưng không xuất hiện ở nơi nào khác. Nghiên cứu của ông cho thấy việc vô hiệu hóa NFIA làm suy giảm trí nhớ và hành vi ở chuột. “Phá hủy một tế bào hình sao cũng đồng nghĩa với việc sẽ làm suy yếu khớp thần kinh, làm thay đổi mạch thần kinh, và cuối cùng hành vi sẽ bị tác động”, ông Deneen phân tích.
Các nhà nghiên cứu cũng đang bắt đầu khám phá xem liệu tế bào hình sao có giúp giải thích sự khác biệt về sức khỏe tâm thần giữa nam và nữ hay không. Các tình trạng như PTSD, lo âu và trầm cảm phổ biến ở phụ nữ hơn nam giới. Bà Orr đã xác định được các protein trên bề mặt tế bào hình sao hoạt động khác nhau ở não nam và não nữ. Việc kích hoạt một protein ở chuột đực đã giúp tăng cường trí nhớ cho chúng, nhưng lại làm suy giảm trí nhớ ở chuột cái.
Bà Orr cho biết việc hiểu được các cơ chế đặc thù theo giới tính của tế bào hình sao sẽ mở ra cánh cửa để đạt được hiệu năng tốt hơn. Một khi chúng ta biết được con đường nào và tế bào nào đang thúc đẩy nguồn bệnh, chúng ta có thể can thiệp bằng các phương pháp điều trị. Tuy nhiên, việc chuyển đổi những phát hiện từ mô hình động vật sang phương pháp điều trị ở người vẫn là một rào cản lớn, và hiện vẫn chưa rõ những cách tiếp cận này sẽ mang lại hiệu quả như thế nào trên con người.
Tập trung vào những tế bào hình sao
Một số nhà khoa học thần kinh tin rằng tế bào hình sao có thể giúp điều chế các nhóm thuốc tâm thần mới. Sang chấn nghiêm trọng làm gián đoạn các trung tâm trí nhớ và sợ hãi của não bộ, khiến bệnh nhân phải sống lại những hồi tưởng sống động về các sự kiện đau buồn trong quá khứ. Tác động vào các tế bào hình sao để điều chỉnh những mạch này có thể giúp giảm bớt tác động của những ký ức đó.
Một số nhà nghiên cứu đang khám phá khả năng đó bằng cách tái sử dụng các loại thuốc hiện có. Một trong những loại thuốc này, KDS2010 (Tisolagiline), đang trong quá trình thử nghiệm lâm sàng Giai đoạn 2 đối với bệnh béo phì và Alzheimer, và có thể sớm được thử nghiệm cho chứng PTSD sau khi cho thấy những kết quả đầy hứa hẹn trên mô hình chuột mắc bệnh này. Thuốc hoạt động bằng cách ngăn chặn enzym monoamine oxidase B trong tế bào hình sao, làm giảm mức độ của chất dẫn truyền thần kinh GABA, điều này có thể giúp phục hồi hoạt động lành mạnh của não bộ, đồng thời làm giảm bớt những ký ức xâm nhập và sự lo âu.
Ông Deneen cho biết, một chiến lược khác liên quan đến việc tìm kiếm các biến thể của những gen mã hóa các protein quan trọng của tế bào hình sao có liên hệ với chứng lo âu, trầm cảm hoặc PTSD. Các nhà nghiên cứu có thể kiểm tra xem liệu các biến thể này có làm thay đổi hành vi ở động vật hay không, sau đó thiết kế ra các loại thuốc để điều chỉnh các tế bào hình sao tương tự ở người.
Một lý do khiến tế bào hình sao đặc biệt hấp dẫn là tính đặc hiệu của chúng. Nhiều loại thuốc tâm thần hiện tại có tác động lớn, ảnh hưởng đến nhiều loại tế bào bên trong và ngoài não bộ - góp phần gây ra các tác dụng phụ như mệt mỏi, tăng cân và buồn nôn. Bởi vì các protein điều chỉnh hoạt động của tế bào hình sao có xu hướng đặc hiệu hơn theo từng tế bào và khu vực - và thậm chí có thể khác nhau giữa hai giới - các nhà nghiên cứu tin rằng những loại thuốc tập trung vào tế bào hình sao có thể sẽ ít tác dụng phụ hơn.
Tuy nhiên, phần lớn những nghiên cứu này vẫn đang ở giai đoạn đầu, và việc chuyển hóa những phát hiện từ các mô hình động vật sang người sẽ cần có thời gian. Hiện tại, các nhà khoa học không xem tế bào hình sao là phương án thay thế cho tế bào thần kinh, mà là một phần của bức tranh toàn cảnh hơn về cách não bộ điều chỉnh trí nhớ, cảm xúc và hành vi.
