Bằng cách tiến hành thí nghiệm trên não và chuột mini được nuôi trong phòng thí nghiệm, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng việc nhiễm SARS-CoV-19 gây ra sự tích tụ các tế bào "thây ma", gây ra tình trạng lão hóa não sớm liên quan đến Long-Covid-19 (một số người gọi nó là "sương mù não"). Các nhà nghiên cứu cũng đã tìm ra một loại thuốc có thể đẩy lùi quá trình lão hóa sớm liên quan đến virus.
Mặc dù SARS-CoV-2 chủ yếu là mầm bệnh virus đường hô hấp nhưng nó cũng có thể tạo ra một loạt bệnh về thần kinh biến chứng sau giai đoạn cấp tính. Covid kéo dài, thường liên quan đến suy giảm nhận thức hoặc sương mù não, là một biến chứng đáng chú ý và có bằng chứng đáng kể cho thấy bệnh nhân COVID-19 gặp phải những thay đổi đáng kể trong cấu trúc não.
Mặc dù nghiên cứu ủng hộ vai trò của tế bào bạch cầu hoặc tế bào "thây ma" - những tế bào đã ngừng phân chia - trong các bệnh thoái hóa thần kinh và suy giảm nhận thức xảy ra khi lão hóa, nhưng vẫn chưa rõ ràng về vai trò của chúng đối với tình trạng lão hóa não liên quan đến COVID-19. Điều này đã thúc đẩy các nhà nghiên cứu từ Viện Kỹ thuật Sinh học và Công nghệ nano Úc (AIBN) tại Đại học Queensland (UQ) nghiên cứu tác động của các biến thể SARS-CoV-2 khác nhau lên mô não và tìm kiếm các loại thuốc có thể đảo ngược quá trình.
Julio Aguado, tác giả đầu tiên và tác giả tương ứng của nghiên cứu cho biết: "Chúng tôi phát hiện ra rằng COVID-19 đẩy nhanh sự xuất hiện của 'thây ma' hoặc tế bào lão hóa, chúng tích tụ tự nhiên trong não khi chúng ta già đi". "Các tế bào bạch cầu được biết là gây viêm và thoái hóa mô, khiến bệnh nhân bị suy giảm nhận thức như sương mù não và mất trí nhớ."
Các nhà nghiên cứu đưa ra giả thuyết rằng tình trạng lão hóa não do SARS-CoV-2 gây ra có liên quan đến tác động viêm thần kinh của virus trong giai đoạn cấp tính. Để kiểm tra giả thuyết của mình, các nhà nghiên cứu đã phân tích não của những bệnh nhân tử vong vì Covid-19 nghiêm trọng hoặc các nguyên nhân không nhiễm trùng, không liên quan đến thần kinh. Họ phát hiện ra rằng số lượng tế bào dương tính với protein p16 tăng hơn 7 lần trong não của bệnh nhân Covid-19 so với nhóm đối chứng. Sự lão hóa tế bào thường được đặc trưng bởi sự biểu hiện của p16 và các phát hiện cho thấy SARS-CoV-2 có khả năng kích hoạt quá trình lão hóa tế bào, dẫn đến suy giảm nhận thức và đẩy nhanh quá trình thoái hóa thần kinh liên quan đến Long-Covid.
Sau đó, các nhà nghiên cứu đã sử dụng tế bào gốc phôi để tạo ra các chất hữu cơ trong não (mô hình não thu nhỏ do phòng thí nghiệm tạo ra) và cho các chất hữu cơ này trải qua quá trình lão hóa sinh lý trong 8 tháng, sau đó thử nghiệm hiệu quả của thuốc tiêu lão hóa hoặc thuốc loại bỏ tế bào bạch cầu.
“Chúng tôi đã sử dụng các chất hữu cơ trong não để sàng lọc một loạt các phương pháp điều trị nhằm tìm kiếm các loại thuốc có thể loại bỏ các tế bào lão hóa,” Aguado cho biết.
Họ đã tìm thấy 4 loại thuốc loại bỏ có chọn lọc các tế bào bạch cầu: Navitoclax, ABT-737, fisetin và sự kết hợp của dasatinib và quercetin (D+Q). Navitoclax và ABT-737 ức chế protein Bcl-2, do đó gây ra hiện tượng apoptosis hoặc chết tế bào theo chương trình trong các tế bào bạch cầu. Fisetin và D+Q có thể đi qua hàng rào máu não và loại bỏ các tế bào lão hóa trong não. Các mô cơ quan hình lá sen được tiếp xúc với hai liều (hai tuần một lần) Navitoclax, ABT-737 hoặc D+Q, sau đó được phân tích trình tự RNA số lượng lớn.
So với Navitoclax và ABT-737, D+Q có phạm vi tác dụng rộng hơn và có thể làm giảm bớt nhiều con đường gây viêm đặc trưng cho quá trình lão hóa tế bào. Ngoài tác dụng như một tác nhân lão hóa, D+Q còn khôi phục tuổi biểu hiện gen của mô cơ quan 9 tháng tuổi ở mức tương đương với tuổi biểu hiện gen của mô cơ quan 8 tháng tuổi. Những thay đổi biểu hiện gen do điều trị D+Q gây ra có mối tương quan tích cực với các đặc điểm của các biện pháp can thiệp kéo dài sự sống như hạn chế calo, cho thấy rằng thuốc có vai trò tăng cường sức khỏe trong việc nhắm mục tiêu lão hóa tế bào. Tóm lại, liệu pháp này làm trẻ hóa mô não của cơ quan đó.
Ngoài tình trạng lão hóa não bình thường, các nhà nghiên cứu đã lây nhiễm các biến thể của SARS-CoV-2 vào mô cơ quan não và phát hiện ra rằng chúng gây ra sự gia tăng đáng kể tình trạng lão hóa tế bào, đặc biệt là biến thể Delta. Sự biểu hiện của RNA virus SARS-CoV-2 đã giảm đáng kể sau khi điều trị các sinh vật bị nhiễm bệnh bằng thuốc senolytics.
Sau đó, các nhà nghiên cứu đã tiến hành thí nghiệm trên những con chuột bị nhiễm biến thể Delta của SARS-CoV-2. So với nhóm đối chứng, tỷ lệ sống sót của chuột được cải thiện đáng kể sau khi điều trị bằng fisetin hoặc D+Q và tuổi thọ trung bình được kéo dài thêm 60%. Tất cả các biện pháp can thiệp lão hóa đều làm giảm đáng kể các đặc điểm bệnh liên quan đến COVID, đặc biệt là ở nhóm điều trị D+Q, bao gồm giảm p16 và các cytokine gây viêm. Giống như các thí nghiệm organoid, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng biểu hiện gen virut đã giảm đáng kể ở những con chuột được điều trị bằng tác nhân lão hóa so với những con chuột không được điều trị, với những con chuột bị nhiễm bệnh cho thấy biểu hiện gen lão hóa giảm đến mức tương đương với não không bị nhiễm bệnh.
Aguado cho biết: "Cần nghiên cứu thêm để hiểu đầy đủ các cơ chế, nhưng nghiên cứu này đánh dấu một bước quan trọng trong sự hiểu biết của chúng ta về mối quan hệ phức tạp giữa nhiễm vi rút, lão hóa và sức khỏe thần kinh. Về lâu dài, chúng ta có thể mong đợi những loại thuốc này sẽ được sử dụng rộng rãi để điều trị hội chứng hậu nhiễm trùng cấp tính dai dẳng do nhiễm vi rút như COVID-19."
Các nhà nghiên cứu cho biết rằng việc sử dụng mô cơ quan não cho phép họ tiến hành các nghiên cứu về đạo đức vốn rất khó thực hiện trên đối tượng con người và cách tiếp cận tương tự có thể được sử dụng để nghiên cứu các bệnh thoái hóa thần kinh khác liên quan đến lão hóa.
Ernst Wolvetang, một trong những đồng tác giả của nghiên cứu, cho biết: "Nghiên cứu của chúng tôi là một ví dụ tuyệt vời về cách các mô hình não người có thể đẩy nhanh quá trình sàng lọc tiền lâm sàng các phương pháp trị liệu - đồng thời hướng tới thử nghiệm không có động vật - và có khả năng tạo ra phương pháp sàng lọc thuốc tương tự cũng có thể giúp nghiên cứu về bệnh Alzheimer, cũng như một loạt các bệnh thoái hóa thần kinh do lão hóa gây ra. Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Lão hóa tự nhiên