Buzz
Thí nghiệm với những điều khiển âm lượng đó là một lĩnh vực mới, nhưng một nghiên cứu được công bố vào tháng 5 trong tạp chí Science Advances đưa ra một cái nhìn hấp dẫn về một ứng dụng có thể có: chống lại cách sử dụng rượu sớm thay đổi cách mà gen hoạt động. Trong nghiên cứu trước đó, các nhà khoa học đã phát hiện rằng việc uống rượu quá mức trong độ tuổi vị thành niên thay đổi hóa học não ở amygdala - phần nhỏ hình hạt dẻ của não điều khiển phản ứng về sợ hãi và niềm vui. Ở cả chuột và con người, họ đã phát hiện ra rằng tiếp xúc với rượu sớm trong đời có vẻ giảm biểu hiện của một gen gọi là Arc. Gen này là một bộ điều chỉnh chủ yếu của tính linh hoạt hoặc khả năng thích ứng của não dựa trên kinh nghiệm. Khi biểu hiện của Arc bị giảm đi, thay đổi này liên quan đến sự thiên hướng đến lo âu và rối loạn sử dụng rượu ở người lớn.
Đối với nghiên cứu mới này, một nhóm do Subhash Pandey, giáo sư khoa tâm thần học và giám đốc Trung tâm Nghiên cứu Rượu trong Di truyền cấp dưỡng tại Đại học Illinois Chicago, dẫn đầu, muốn xem họ có thể đảo ngược thay đổi này - ở chuột - bằng cách chỉnh sửa di truyền cấp dưỡng Arc trong amygdala của chúng. Họ đã xây dựng một phiên bản sửa đổi của Crispr, thay vì chỉnh sửa hoặc xóa gen, tăng biểu hiện của nó lên. Sau đó, họ tiêm nó vào não của chuột trưởng thành đã tiếp xúc với rượu khi còn ở độ tuổi vị thành niên - tương đương với độ tuổi từ 10 đến 18 cho con người. Tiếp xúc sớm này có nghĩa là biểu hiện của Arc đã bị giảm trong động vật trưởng thành. “Chúng tôi nhắm vào nhân trung tâm của amygdala, vì đây là trung tâm quan trọng để xử lý thông tin đến não và cũng là một trung tâm cho lo âu, nỗi sợ hãi và hành vi uống rượu,” Pandey nói.
Tiêm Crispr đã đưa biểu hiện của Arc quay trở lại mức cơ sở, điều Pandey gọi là một “đặt lại nhà máy” cho não. Sau đó, các loài gặm nhấm ít rượu hơn và ít lo âu hơn - điều mà các nhà nghiên cứu đo lường thông qua kiểm tra hành vi, bao gồm cách mà chuột hoạt động trong cái gọi là “đuờng lên cấp độ cao.” Cái maze hình chữ thập bao gồm hai cánh tiếp xúc với không khí mở và hai cánh được bao quanh. Càng căng thẳng, các loài gặm nhấm càng ít thời gian chúng muốn dành ở phần không khí mở của đuờng lên cấp độ cao.
“Chúng tôi không thấy bất kỳ dấu hiệu nào của việc uống của họ trở lại mức cơ sở, vì vậy chúng tôi nghĩ rằng có thể chỉnh sửa di truyền cấp dưỡng này sẽ tạo ra một tác động kéo dài,” Pandey nói. “Tôi nghĩ cần phải làm nhiều công việc hơn về cách mà điều này có thể được chuyển đổi sang con người để điều trị, nhưng tôi hy vọng cao.”
Để kiểm tra xem gen Arc thực sự chịu trách nhiệm cho kết quả này, các nhà nghiên cứu cũng thiết kế một loại tiêm Crispr nhằm giảm biểu hiện của nó. Họ thử nghiệm trên chuột không tiếp xúc với rượu khi còn ở độ tuổi vị thành niên. Sau tiêm, những con chuột có thêm lo âu và tiêu thụ nhiều rượu hơn so với trước đó.
Nghiên cứu nâng cao khả năng có thể sửa đổi - thậm chí xóa đi - bộ nhớ phân tử của chúng ta. “Tôi bị ấn tượng sâu bởi công việc này cho thấy khả năng thay đổi bộ nhớ của một gen về trải nghiệm của nó,” Fyodor Urnov, giáo sư di truyền học tại UC Berkeley và giám đốc khoa học tại Viện Di truyền gen mới lạ của UC Berkeley và UC San Francisco nói. Tuy nhiên, ông tiếp tục, chuột không phải là người và chúng ta không nên kết luận vội vã. “Khoảng cách giữa việc chữa trị cho một con chuột và tiêm một người bị nghiện rượu với một bộ chỉnh sửa di truyền cấp dưỡng là một trở ngại lớn,” Urnov nói. “Tôi nghĩ chúng ta còn rất xa khi muốn tiêm vào amygdala của người đã phát triển vấn đề uống rượu nhẹ nhàng.”
Tuy nói vậy, Urnov, người cũng là đồng sáng lập của Tune Therapeutics, một công ty chỉnh sửa di truyền cấp dưỡng, có thể thấy một phương pháp điều trị thử nghiệm như vậy được thử nghiệm trên người nghiện rượu đã tái phát bệnh sau nhiều lần điều trị và không còn lựa chọn điều trị nào khác.
Tuy nhiên, giống như việc chỉnh sửa trực tiếp gen, có thể có những hậu quả không mong muốn khi điều chỉnh biểu hiện của chúng. Bởi vì Arc là một gen điều chỉnh liên quan đến tính linh hoạt của não, việc sửa đổi biểu hiện của nó có thể ảnh hưởng xa hơn đến nghiện rượu. “Chúng ta không biết những hành vi khác được thay đổi bởi thay đổi này,” Betsy Ferguson, giáo sư di truyền học tại Đại học Y học và Khoa học Oregon nghiên cứu cơ chế di truyền cấp dưỡng trong nghiện và các rối loạn tâm thần khác nói. “Đó là sự cân nhắc giữa việc tìm cái gì đó hiệu quả và cái gì đó không gây ra sự rối loạn trong cuộc sống hàng ngày.”
Yếu tố phức tạp khác là biểu hiện của hàng chục, có thể là hàng trăm, gen bị thay đổi theo thời gian do sử dụng rượu. Ở người, điều này có thể không đơn giản như việc tăng biểu hiện của Arc, đó chỉ là một trong số chúng. Trong khi có vẻ như giải pháp sẽ là điều chỉnh biểu hiện của tất cả những gen đó, việc can thiệp vào biểu hiện của nhiều gen cùng một lúc có thể gây ra vấn đề. “Biết rằng hành vi, bao gồm cả hành vi sử dụng rượu, được điều chỉnh bởi một số gen, thực sự là một vấn đề thách thức để giải quyết,” Ferguson nói.
Và hiện chưa rõ hiệu ứng của việc chỉnh sửa như vậy có thể kéo dài bao lâu. Những thay đổi di truyền cấp dưỡng tự nhiên có thể là tạm thời hoặc vĩnh viễn, Ferguson nói. Một số thay đổi có thể được chuyển cho các thế hệ tương lai. Nhìn chung, cô ấy thấy ý tưởng sử dụng chỉnh sửa di truyền cấp dưỡng để điều trị nghiện rượu rất hấp dẫn, nhưng cô ấy muốn thấy kết quả được tái tạo và liệu pháp Crispr được thử nghiệm trên các loài động vật lớn hơn mà gần giống với con người hơn.
Trong khi đó, Tune Therapeutics của Urnov dự định sử dụng chỉnh sửa di truyền cấp dưỡng cho một loạt các tình trạng, bao gồm ung thư và bệnh di truyền. Mặc dù Urnov không xem chỉnh sửa di truyền cấp dưỡng như phương thuốc chống lại việc uống rượu quá mức, ông nghĩ nghiên cứu kiểu mẫu này cho thấy có thể có khả năng làm thay đổi kinh nghiệm gen của chúng ta để đảo ngược một số thiệt hại do việc sử dụng rượu sớm gây ra. “Điều đó thực sự làm cho con người cảm thấy mạnh mẽ, khi chúng ta bây giờ có công cụ chỉnh sửa gen để chống lại hành động xâm hại của một loại thuốc trực tiếp tại nơi mà thuốc ghi nhớ trên não,” ông nói.
