Nhóm nghiên cứu quốc tế vừa công bố bản đồ 331 gene thiết yếu, mở ra cánh cửa hiểu sâu cơ chế sinh học của tự kỷ và các rối loạn phát triển thần kinh.

Phát hiện 331 gene thiết yếu cho sự hình thành neuron

Những nhà khoa học từ Israel, Pháp và Nhật Bản đã sử dụng công nghệ CRISPR quy mô lớn để “tắt” gần 20.000 gene trong tế bào gốc phôi thai khi chúng chuyển thành tế bào thần kinh. Kết quả cho thấy 331 gene không thể thiếu trong quá trình biệt hoá thần kinh, trong đó phần lớn chưa từng được liên kết với các bệnh thần kinh.

Công nghệ CRISPR quy mô lớn – Phương pháp “tắt gene” toàn diện

Phương pháp này cho phép các nhà nghiên cứu quan sát chi tiết mỗi gene khi tế bào gốc chuyển đổi, từ đó xác định những yếu tố quyết định cho sự sống của neuron. Đó là một bước tiến vượt bậc so với các nghiên cứu trước đây, vốn chỉ tập trung vào một vài gene mục tiêu.

Liên kết giữa gene và tự kỷ

Trong số các gene thiết yếu, khoảng 100 đã được biết đến là liên quan đến rối loạn phát triển thần kinh. Những gene còn lại, đặc biệt là những gene hoạt động trong giai đoạn sớm của sự hình thành tiền thân thần kinh, cho thấy mối liên hệ mạnh mẽ hơn với tự kỷ. Điều này giải thích tại sao tự kỷ thường xuất hiện với các biểu hiện riêng biệt, mặc dù có thể chia sẻ triệu chứng với các rối loạn khác.

Thời điểm gián đoạn gene quyết định biểu hiện

Giáo sư Sagiv Shifman (Đại học Hebrew) nhấn mạnh: “Không phải tất cả các rối loạn phát triển thần kinh bắt nguồn từ cùng một dạng gene; thời điểm gene bị ảnh hưởng trong quá trình phát triển não là yếu tố then chốt.”

Phát hiện bệnh mới liên quan đến gene PEDS1

Nhóm nghiên cứu cũng mô tả một rối loạn phát triển thần kinh mới do đột biến gene PEDS1. Gene này chịu trách nhiệm sản xuất plasmalogen – một loại lipid quan trọng trong myelin. Khi PEDS1 bị vô hiệu hoá, quá trình hình thành và di chuyển neuron bị cản trở, dẫn đến não có kích thước nhỏ hơn và chậm phát triển nghiêm trọng.

Hai gia đình không có quan hệ huyết thống được phân tích đã cho thấy trẻ em mang đột biến hiếm ở PEDS1 đều gặp tình trạng teo não và chậm phát triển toàn diện, xác nhận cơ chế sinh học mới này.

Ý nghĩa cho chẩn đoán và điều trị

Bản đồ “tính thiết yếu” của gene này sẽ là nền tảng cho các nghiên cứu tiếp theo, bao gồm việc khám phá cơ chế riêng của từng gene tự kỷ, sự khác biệt giới tính trong chẩn đoán và đa dạng biểu hiện lâm sàng. Đồng thời, việc nhận diện các gene mới mở rộng danh sách mục tiêu cho xét nghiệm di truyền và có thể giúp bác sĩ ưu tiên các gene nghi ngờ khi đưa ra quyết định điều trị.

Nhìn về tương lai, việc giải mã toàn bộ gene thiết yếu hứa hẹn sẽ thay đổi cách chúng ta hiểu và can thiệp vào các rối loạn phát triển thần kinh.