CDKL5, một trong năm thành viên của họ gen CDKL, đóng vai trò quan trọng đối với sự phát triển thần kinh bình thường và liên quan đến các cơn động kinh. Tuy nhiên, vai trò của bốn thành viên còn lại của họ này đối với sức khỏe và bệnh tật vẫn chưa được biết rõ.

Một nhóm do các nhà nghiên cứu tại Cao đẳng Y khoa Baylor và Viện Nghiên cứu Thần kinh Jan và Dan Duncan (Duncan NRI) tại Bệnh viện Nhi Texas dẫn đầu đã giúp chúng ta hiểu sâu hơn về hai thành viên khác của họ CDKL, CDKL2 và CDKL1. Phòng thí nghiệm của Tiến sĩ Oguz Kanca và Hugo Bellen cho thấy các biến thể trong những gen này có thể dẫn đến các tình trạng phát triển thần kinh, bao gồm cả bệnh động kinh. Nhóm nghiên cứu cũng đề xuất một cơ chế mà các biến thể khiếm khuyết có thể gây ra các triệu chứng thần kinh ở những cá nhân bị ảnh hưởng. Nghiên cứu này đã xuất hiện trên Tạp chí Di truyền học Con người Hoa Kỳ.

"Cho đến nay, CDKL5 là gen duy nhất của họ CDKL có liên quan đến các rối loạn phát triển thần kinh ở người", tác giả đầu tiên Tiến sĩ Ali H. Bereshneh, một nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại phòng thí nghiệm Kanca và Bellen cho biết. "Ở đây chúng tôi báo cáo bốn biến thể mới của CDKL2 được xác định ở năm cá nhân có các triệu chứng chồng chéo, bao gồm chậm phát triển toàn diện, khuyết tật trí tuệ, động kinh khởi phát ở trẻ em và khiếm khuyết về lời nói."

Ngoài ra, các nhà nghiên cứu đã xác định được hai biến thể mới của CDKL1 trong các nhóm nghiên cứu Giải mã Rối loạn Phát triển (DDD) và GeneDx đã công bố liên quan đến các rối loạn phát triển.

Các gen CDKL được bảo tồn cao - chúng cũng có ở các loài động vật như ruồi giấm, giun và chuột - cho phép các nhà nghiên cứu làm việc với các mô hình động vật này như 'ống nghiệm sống' để hiểu rõ hơn về cách các gen CDKL gây ra các tình trạng phát triển thần kinh.

"Chúng tôi đã làm việc với ruồi giấm trong phòng thí nghiệm, một mô hình động vật rất phù hợp và được nghiên cứu để tìm hiểu cách thức hoạt động của gen", Kanca và Bellen, tác giả tương ứng của công trình, cho biết. Kanca là trợ lý giáo sư về di truyền học phân tử và con người tại Baylor và Duncan NRI. Bellen là Giáo sư Dịch vụ Xuất sắc về di truyền học phân tử và con người tại Baylor và là chủ tịch về di truyền học thần kinh tại Duncan NRI.

Nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra rằng gen CDKL của ruồi giấm tương đương với gen CDKL của con người, có tên là Cdkl, được biểu hiện trong các tế bào thần kinh cảm giác ngoại biên, những tế bào thần kinh cảm nhận các cảm giác như nhiệt, âm thanh và xúc giác, và các tế bào thần kinh này chiếu vào các vùng cụ thể trong hệ thần kinh trung ương kiểm soát các đầu vào cảm giác.

Việc xóa gen Cdkl đã gây tử vong cho 90% ruồi. Những con ruồi sống sót gặp khó khăn khi leo trèo – một bài kiểm tra chức năng vận động – mất thính lực và bị co giật do nhiệt và tuổi thọ ngắn hơn. Tất cả những hậu quả này đã được ngăn ngừa khi các gen CDKL1, CDKL2 hoặc CDKL5 bình thường của con người được biểu hiện ở những con ruồi thiếu Cdkl, cho thấy gen của con người và gen ruồi hoạt động theo những cách tương tự nhau. Do đó, làm việc với mô hình ruồi giấm có thể giúp hiểu rõ hơn về căn bệnh của con người.

Ngược lại, các biến thể CDKL1 và CDKL2 mà các nhà nghiên cứu xác định ở bệnh nhân chỉ cứu được một phần các vấn đề về thần kinh được quan sát thấy ở những con ruồi thiếu Cdkl, cho thấy những đột biến này phá vỡ chức năng bình thường của gen.

"Điều quan trọng là việc biểu hiện các biến thể bệnh nhân CDKL1 hoặc CDKL2 cùng với CDKL1, CDKL2 hoặc CDKL5 bình thường ở ruồi đã ngăn chặn khả năng các gen bình thường khôi phục các vấn đề về cảm giác của ruồi trở lại bình thường", Bereshneh cho biết.

 

"Kết quả cho thấy các biến thể liên quan đến bệnh này làm trung gian cho các tác động của chúng bằng cách can thiệp tiêu cực vào chức năng của các gen bình thường - chúng có tác động tiêu cực chủ đạo dẫn đến các triệu chứng thần kinh ở những cá thể bị ảnh hưởng", Kanca cho biết. "Các nghiên cứu sâu hơn sẽ giúp làm sáng tỏ các cơ chế chính xác làm trung gian cho tác động tiêu cực của các đột biến này".

Jonathan C. Andrews, Daniel F. Eberl, Guney Bademci, Nicholas A. Borja, Stephanie Bivona, Mạng lưới các bệnh chưa được chẩn đoán, Trung tâm mô hình y học chính xác của trường Cao đẳng Y Baylor, Wendy K. Chung, Shinya Yamamoto, Michael F. Wangler, Shane McKee và Mustafa Tekin cũng là những người đóng góp cho công trình này. Các tác giả có liên kết với một hoặc nhiều tổ chức sau: Baylor College of Medicine, Viện nghiên cứu thần kinh Jan and Dan Duncan tại Bệnh viện nhi Texas, Đại học Iowa, Trường Y khoa Miller thuộc Đại học Miami, Trường Y khoa Harvard và Bệnh viện thành phố Belfast.

Công trình này được hỗ trợ bởi Quỹ Huffington, Viện nghiên cứu thần kinh Jan and Dan Duncan tại Bệnh viện nhi Texas, Viện nghiên cứu y khoa Southern Star, Văn phòng chương trình cơ sở hạ tầng nghiên cứu của Viện Y tế quốc gia (khoản tài trợ R24OD031447, U54OD030165, R24OD022005, U54OD030165, U54NS093793, U2CNS132415-01S01) và Quỹ khoa học quốc gia (khoản tài trợ 2037828).

Nguồn: News medical life sciences| Baylor College of Medicine| Mar 14 2025

Đường dẫn: Xem tại đây