Tin tức | Nghiên cứu của Tây Ban Nha cảnh báo DNA ty thể hỗn hợp có thể ảnh hưởng đến sức khỏe và tuổi thọ
Một nghiên cứu của Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC) của Tây Ban Nha đã xác định những ảnh hưởng tiềm ẩn nghiêm trọng đến sức khỏe lâu dài khi DNA ty thể (mtDNA) từ các nguồn khác nhau bị trộn lẫn. Được công bố trên Circulation, những phát hiện này cung cấp bằng chứng khoa học quan trọng và cảnh báo an toàn đối với các can thiệp vào ty thể.
Mối lo ngại đằng sau công nghệ “em bé ba bố mẹ”
DNA ty thể là vật chất di truyền được truyền theo dòng mẹ, nằm trong ty thể của tế bào và gồm 37 gen. Trong những năm gần đây, các công nghệ hỗ trợ sinh sản tiên tiến như liệu pháp thay thế ty thể (MRT) và tiêm tế bào chất đã được sử dụng để ngăn truyền các bệnh di truyền theo dòng mẹ hoặc điều trị vô sinh. Những kỹ thuật này thường đưa ty thể của người hiến vào trứng của bệnh nhân, tạo ra trường hợp thường được gọi là “em bé ba bố mẹ”.
Trưởng nhóm nghiên cứu, Tiến sĩ José Antonio Enríquez, người đứng đầu nhóm Genetics of the Oxidative Phosphorylation System (GENOXPHOS), cho biết: “Ban đầu, công nghệ này có vẻ thành công trên mô hình động vật, tạo ra những cá thể non khỏe mạnh. Tuy nhiên, theo dõi dài hạn phát hiện các vấn đề nghiêm trọng ở tuổi trưởng thành, gồm suy tim, tăng áp phổi, mất cơ, suy nhược và thậm chí tử vong sớm.”
Tác hại chuyển hóa do trộn DNA ty thể từ các nguồn khác nhau
Trong điều kiện bình thường, mtDNA trong tế bào thường đến từ một nguồn duy nhất, trạng thái này gọi là đồng nhất ty thể (homoplasmy). mtDNA hỗn hợp, gọi là dị thể ty thể (heteroplasmy), rất hiếm, thường do đột biến gây ra và có thể dẫn đến nhiều bệnh khác nhau.
Trong nghiên cứu này, lần đầu tiên các nhà nghiên cứu đưa hai loại mtDNA hoàn toàn bình thường nhưng có nguồn gốc khác nhau vào chuột. Theo dõi dài hạn cho thấy:
Hầu hết các mô dần loại bỏ một loại mtDNA để duy trì trạng thái đồng nhất ty thể;
Tuy nhiên, các cơ quan quan trọng như tim, phổi và cơ xương không thể loại bỏ hiệu quả mtDNA ngoại lai, gây rối loạn chức năng ty thể kéo dài;
Những mô này không thể thích nghi với mtDNA hỗn hợp, dẫn đến suy giảm chuyển hóa, lão hóa mô nhanh hơn và tỷ lệ tử vong cao hơn.
Chuột không có triệu chứng rõ ràng khi còn non, nhưng chuyển hóa ty thể suy giảm theo thời gian và chúng phát triển tổn thương cơ quan rõ rệt, xác nhận độc tính tiềm ẩn lâu dài của mtDNA hỗn hợp.
Vì sao DNA ty thể chỉ được di truyền từ mẹ? Khoa học tìm ra một phần câu trả lời
Tác giả chính, Tiến sĩ Ana Victoria Lechuga-Vieco, cho biết: “Vẫn chưa rõ vì sao mtDNA chỉ được di truyền theo dòng mẹ, nhưng nghiên cứu này lần đầu cho thấy việc phá vỡ rào cản tự nhiên đó và trộn mtDNA gây ra nguy cơ đáng kể cho sức khỏe.”
Nghiên cứu cũng phát hiện tế bào “lựa chọn” giữa hai phiên bản mtDNA, một quá trình chịu ảnh hưởng của trạng thái chuyển hóa tế bào, chức năng gen, thuốc và thay đổi chế độ ăn. Điều này có nghĩa là ngay cả sự kết hợp mtDNA có vẻ khỏe mạnh cũng có thể không tương thích do khác biệt trong điều hòa chuyển hóa.
Ý nghĩa và khuyến nghị đối với các phương pháp điều trị ty thể
Dù xác định những nguy cơ sinh học mới, Tiến sĩ Enríquez không cho rằng nên từ bỏ liệu pháp thay thế ty thể. Ông nhấn mạnh: “Cũng như phải xác định nhóm máu và độ tương hợp mô khi truyền máu hoặc ghép tạng, các phương pháp điều trị ty thể cũng phải bảo đảm mức độ tương thích mtDNA cao giữa người hiến và người nhận.”
Nghiên cứu cũng lưu ý:
Ngay cả khi thay thế ty thể bất thường, có thể không đạt được mức thay thế 100% vì tế bào người nhận có thể ưu tiên giữ lại mtDNA ban đầu;
Tiêm tế bào chất mang những nguy cơ tương tự và cũng có thể dẫn đến mtDNA hỗn hợp;
Các liệu pháp tiêm ty thể cho bệnh tim phổi hoặc thần kinh cũng cần tính đến những tác dụng bất lợi tiềm ẩn này.
Do đó, các can thiệp mtDNA trong tương lai phải xem xét đầy đủ tính tương thích di truyền, tính chọn lọc theo mô và độ an toàn lâu dài trong quá trình thiết kế.
Bối cảnh và công bố nghiên cứu
Nghiên cứu do nhóm GENOXPHOS thuộc Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares của Tây Ban Nha thực hiện. Bài báo có tiêu đề “Wild-Type Mitochondrial DNA Heteroplasmy Results in Metabolic Heart Disease, Pulmonary Hypertension, and Frailty” được công bố trên Circulation vào 2022.
Tin tức | Nghiên cứu của Tây Ban Nha cảnh báo DNA ty thể hỗn hợp có thể ảnh hưởng đến sức khỏe và tuổi thọ
Tin tức | Nghiên cứu của Tây Ban Nha cảnh báo DNA ty thể hỗn hợp có thể ảnh hưởng đến sức khỏe và tuổi thọ
Một nghiên cứu của Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC) của Tây Ban Nha đã xác định những ảnh hưởng tiềm ẩn nghiêm trọng đến sức khỏe lâu dài khi DNA ty thể (mtDNA) từ các nguồn khác nhau bị trộn lẫn. Được công bố trên Circulation, những phát hiện này cung cấp bằng chứng khoa học quan trọng và cảnh báo an toàn đối với các can thiệp vào ty thể.
Mối lo ngại đằng sau công nghệ “em bé ba bố mẹ”
DNA ty thể là vật chất di truyền được truyền theo dòng mẹ, nằm trong ty thể của tế bào và gồm 37 gen. Trong những năm gần đây, các công nghệ hỗ trợ sinh sản tiên tiến như liệu pháp thay thế ty thể (MRT) và tiêm tế bào chất đã được sử dụng để ngăn truyền các bệnh di truyền theo dòng mẹ hoặc điều trị vô sinh. Những kỹ thuật này thường đưa ty thể của người hiến vào trứng của bệnh nhân, tạo ra trường hợp thường được gọi là “em bé ba bố mẹ”.
Trưởng nhóm nghiên cứu, Tiến sĩ José Antonio Enríquez, người đứng đầu nhóm Genetics of the Oxidative Phosphorylation System (GENOXPHOS), cho biết: “Ban đầu, công nghệ này có vẻ thành công trên mô hình động vật, tạo ra những cá thể non khỏe mạnh. Tuy nhiên, theo dõi dài hạn phát hiện các vấn đề nghiêm trọng ở tuổi trưởng thành, gồm suy tim, tăng áp phổi, mất cơ, suy nhược và thậm chí tử vong sớm.”
Tác hại chuyển hóa do trộn DNA ty thể từ các nguồn khác nhau
Trong điều kiện bình thường, mtDNA trong tế bào thường đến từ một nguồn duy nhất, trạng thái này gọi là đồng nhất ty thể (homoplasmy). mtDNA hỗn hợp, gọi là dị thể ty thể (heteroplasmy), rất hiếm, thường do đột biến gây ra và có thể dẫn đến nhiều bệnh khác nhau.
Trong nghiên cứu này, lần đầu tiên các nhà nghiên cứu đưa hai loại mtDNA hoàn toàn bình thường nhưng có nguồn gốc khác nhau vào chuột. Theo dõi dài hạn cho thấy:
Hầu hết các mô dần loại bỏ một loại mtDNA để duy trì trạng thái đồng nhất ty thể;
Tuy nhiên, các cơ quan quan trọng như tim, phổi và cơ xương không thể loại bỏ hiệu quả mtDNA ngoại lai, gây rối loạn chức năng ty thể kéo dài;
Những mô này không thể thích nghi với mtDNA hỗn hợp, dẫn đến suy giảm chuyển hóa, lão hóa mô nhanh hơn và tỷ lệ tử vong cao hơn.
Chuột không có triệu chứng rõ ràng khi còn non, nhưng chuyển hóa ty thể suy giảm theo thời gian và chúng phát triển tổn thương cơ quan rõ rệt, xác nhận độc tính tiềm ẩn lâu dài của mtDNA hỗn hợp.
Vì sao DNA ty thể chỉ được di truyền từ mẹ? Khoa học tìm ra một phần câu trả lời
Tác giả chính, Tiến sĩ Ana Victoria Lechuga-Vieco, cho biết: “Vẫn chưa rõ vì sao mtDNA chỉ được di truyền theo dòng mẹ, nhưng nghiên cứu này lần đầu cho thấy việc phá vỡ rào cản tự nhiên đó và trộn mtDNA gây ra nguy cơ đáng kể cho sức khỏe.”
Nghiên cứu cũng phát hiện tế bào “lựa chọn” giữa hai phiên bản mtDNA, một quá trình chịu ảnh hưởng của trạng thái chuyển hóa tế bào, chức năng gen, thuốc và thay đổi chế độ ăn. Điều này có nghĩa là ngay cả sự kết hợp mtDNA có vẻ khỏe mạnh cũng có thể không tương thích do khác biệt trong điều hòa chuyển hóa.
Ý nghĩa và khuyến nghị đối với các phương pháp điều trị ty thể
Dù xác định những nguy cơ sinh học mới, Tiến sĩ Enríquez không cho rằng nên từ bỏ liệu pháp thay thế ty thể. Ông nhấn mạnh: “Cũng như phải xác định nhóm máu và độ tương hợp mô khi truyền máu hoặc ghép tạng, các phương pháp điều trị ty thể cũng phải bảo đảm mức độ tương thích mtDNA cao giữa người hiến và người nhận.”
Nghiên cứu cũng lưu ý:
Ngay cả khi thay thế ty thể bất thường, có thể không đạt được mức thay thế 100% vì tế bào người nhận có thể ưu tiên giữ lại mtDNA ban đầu;
Tiêm tế bào chất mang những nguy cơ tương tự và cũng có thể dẫn đến mtDNA hỗn hợp;
Các liệu pháp tiêm ty thể cho bệnh tim phổi hoặc thần kinh cũng cần tính đến những tác dụng bất lợi tiềm ẩn này.
Do đó, các can thiệp mtDNA trong tương lai phải xem xét đầy đủ tính tương thích di truyền, tính chọn lọc theo mô và độ an toàn lâu dài trong quá trình thiết kế.
Bối cảnh và công bố nghiên cứu
Nghiên cứu do nhóm GENOXPHOS thuộc Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares của Tây Ban Nha thực hiện. Bài báo có tiêu đề “Wild-Type Mitochondrial DNA Heteroplasmy Results in Metabolic Heart Disease, Pulmonary Hypertension, and Frailty” được công bố trên Circulation vào 2022.
Nguồn:
Tổng hợp từ các nguồn trực tuyến