Các nhà nghiên cứu đã phát triển một phương pháp đột phá mới cho nghiên cứu trí nhớ bằng cách biến đổi gen protein LIMK1 và kích hoạt nó bằng rapamycin. Cách tiếp cận sáng tạo này cho thấy tiềm năng điều trị các rối loạn tâm thần kinh liên quan đến trí nhớ và thúc đẩy nghiên cứu về thần kinh.

Các nhà thần kinh học từ Khoa Y và Phẫu thuật của Đại học Công giáo Rome và Fondazione Policlinico Universitario Agostino Gemelli IRCCS đã biến đổi gen một phân tử, protein LIMK1, để phát triển một loại protein được thiết kế có thể tăng cường trí nhớ.

Họ đã thêm một "công tắc phân tử" được kích hoạt bằng cách dùng một loại thuốc gọi là rapamycin.

Đây là kết quả của một nghiên cứu được công bố trên tạp chí Science Advances, trong đó Đại học Công giáo Rome và Quỹ Đại học Agostino Gemelli (Fondazione Policlinico Universitario Agostino Gemelli IRCCS) đã tham gia. Nghiên cứu được điều phối bởi Claudio Grassi, giáo sư sinh lý học và chủ tịch Khoa Khoa học thần kinh.

Nghiên cứu này được hỗ trợ bởi Bộ Giáo dục, Đại học và Nghiên cứu Ý, Quỹ Hiệp hội Alzheimer Hoa Kỳ và Bộ Y tế Ý, có tiềm năng ứng dụng lớn để nâng cao hiểu biết của chúng ta về chức năng bộ nhớ và góp phần xác định các giải pháp đổi mới để điều trị các bệnh tâm thần kinh như chứng mất trí nhớ.

Vai trò của LIMK1 trong quá trình ghi nhớ

LIMK1 protein đóng vai trò quan trọng trong việc xác định những thay đổi cấu trúc tế bào thần kinh (tức là sự hình thành của gai đuôi gai), giúp tăng cường truyền thông tin trong mạng lưới thần kinh và rất quan trọng trong quá trình học tập và ghi nhớ.

Giáo sư Claudio Grassi, tác giả chính của nghiên cứu, giải thích: "Trí nhớ là một quá trình phức tạp liên quan đến những thay đổi trong kết nối giữa các tế bào thần kinh - khớp thần kinh, ở các vùng não cụ thể, chẳng hạn như vùng hải mã. Khớp thần kinh là cấu trúc thần kinh có vai trò trong trí nhớ. Hiện tượng này, được gọi là tính dẻo của khớp thần kinh, liên quan đến những thay đổi trong cấu trúc và chức năng của khớp thần kinh khi các mạch thần kinh được kích hoạt, chẳng hạn như bởi Giáo sư Grassi nói thêm: “Những trải nghiệm này thúc đẩy việc kích hoạt các con đường truyền tín hiệu phức tạp liên quan đến một số lượng lớn protein. "

" Trên thực tế, việc giảm biểu hiện hoặc biến đổi của các protein này có liên quan đến những thay đổi trong chức năng nhận thức. LIMK1 là một trong số đó. Mục tiêu nghiên cứu của chúng tôi là điều chỉnh hoạt động của protein này vì nó đóng vai trò chính trong sự trưởng thành của các gai đuôi gai giữa các tế bào thần kinh. "Giáo sư Grassi nhấn mạnh:" Kiểm soát LIMK1 bằng thuốc có nghĩa là có thể thúc đẩy độ dẻo của khớp thần kinh và từ đó thúc đẩy các quá trình sinh lý phụ thuộc vào độ dẻo của khớp thần kinh. "

Chiến lược di truyền hóa học: những cách mới để tăng cường trí nhớ

Cri Stian Ripoli nói thêm:"Chìa khóa của chiến lược 'di truyền hóa học' sáng tạo này, kết hợp di truyền và hóa học, liên quan chính xác đến việc sử dụng rapamycin, một loại thuốc ức chế miễn dịch được biết là có tác dụng kéo dài tuổi thọ của con người và có tác dụng có lợi cho não trong các mô hình tiền lâm sàng. "

Giáo sư Ripoli nhấn mạnh: "Do đó, chúng tôi đã sửa đổi trình tự của protein LIMK1 và chèn một công tắc phân tử cho phép chúng tôi kích hoạt protein LIMK1 theo lệnh bằng cách dùng rapamycin. Ở động vật bị suy giảm nhận thức do tuổi tác, việc sử dụng liệu pháp gen này để sửa đổi protein LIMK1 và kích hoạt nó bằng thuốc có thể cải thiện đáng kể trí nhớ của chúng. Phương pháp này cho phép chúng tôi thực hiện các chức năng sinh học ở động vật bị suy giảm nhận thức do tuổi tác". Nó cũng mở đường cho sự phát triển của các protein 'được thiết kế' bổ sung có thể cách mạng hóa nghiên cứu và điều trị trong thần kinh học."

Bước tiếp theo trong nghiên cứu sẽ là xác nhận tính hiệu quả của liệu pháp này trong các mô hình thử nghiệm các bệnh thoái hóa thần kinh có biểu hiện suy giảm trí nhớ, chẳng hạn như bệnh Alzheimer. Giáo sư Grassi kết luận: "Cần nghiên cứu thêm để xác minh ứng dụng của công nghệ này ở người."