Một số virut sản sinh hormone giống insulin, có thể kích hoạt các tế bào người và có khả năng gây bệnh

Tóm tắt: Các nhà khoa học đã xác định được 4 virut có thể sản sinh ra các loại hormone giống với insulin giúp kích hoạt các tế bào người. Khám phá này mang lại những khả năng mới cho việc tiết lộ cơ chế sinh học gây ra bệnh đái tháo đường hoặc ung thư.

Các nhà khoa học đã xác định được 4 loại virut có thể sản sinh ra các loại hormone giúp kích hoạt các tế bào người.

Mọi tế bào trong cơ thể người đều đáp ứng với hormone insulin và nếu như quá trình này bị lỗi, bạn sẽ bị bệnh đái tháo đường (hay bệnh tiều đường). Một phát hiện ngoài mong đợi ở trung tâm đái tháo đường Joslin là các nhà khoa học đã xác định được 4 loại virut có thể sản xuất ra các loại hormone có cấu trúc giống với insulin giúp kích hoạt được các tế bào ở người. Phát hiện này mang đến những khả năng mới cho việc làm sáng tỏ những cơ chế sinh học có thể gây ra đái tháo đường hoặc ung thư.

Tiến sĩ Emrah Altindis, thành viên nhóm nghiên cứu của Joslin và là tác giả đầu của bài báo trên tạp chí PNAS cho biết: “Nghiên cứu của chúng tôi giúp mở ra một lĩnh vực mới mà chúng tôi gọi đó là nội tiết vi sinh vật. Chúng tôi thấy những đoạn peptide của virut giống insulin có thể hoạt động trên những tế bào người và chuột. Với số lượng lớn các đoạn peptide vi sinh vật mà chúng tôi tìm thấy, sẽ mở ra một cánh cửa mới cho sự tương tác giữa vi sinh vật - vật chủ (người hoặc động vật thí nghiệm). Chúng tôi hi vọng nghiên cứu quá trình này sẽ giúp chúng ta hiểu rõ hơn về vai trò của các vi sinh vật trong các bệnh ở người”.

Tiến sĩ y khoa C. Ronald Kahn, trưởng phòng học thuật của Joslin nói: “thực tế, việc phát hiện ra các hormone virut tương tự insulin đặt ra nhiều câu hỏi về vai trò của chúng trong bệnh đái tháo đường cũng như bệnh tự miễn, ung thư và các bệnh chuyển hóa khác”.

Ý tưởng quan trọng cho sự thử nghiệm đến từ khi Altindis, nghiên cứu trước đó của ông tập trung vào việc tạo ra vacxin chống lại vi khuẩn, đã tham dự một buổi seminar của Joslin đã thảo luận các nguyên nhân tiềm ẩn của phản ứng tự miễn dịch trong đái tháo đường typ 1. Ông ấy đã đặt ra giả thuyết liệu rằng vi khuẩn hoặc virut có thể tạo ra các đoạn peptide giống với insuline (các phiên bản nhỏ của protein) giúp điều trị bệnh hay không.

 Bằng việc phân tích số lượng lớn cơ sở dữ liệu từ các nghiên cứu được công bố về các đoạn gen virut, ông và các đồng nghiệp ở Joslin  đã phát hiện nhiều loại virut có thể sản xuất các đoạn peptide giống toàn phần hoặc một phần với hormone người và các protein kiểm soát.

Ông Kahn còn là Giáo sư y khoa Mary K.lacocca tại Đại học y Harvard, ông cho biết “điều thực sự thu hút chúng tôi là 4 virut có các trình tự tương tự như insulin”.

Những virut này có nguồn gốc từ một họ virus có khả năng gây bệnh cho cá. Để tìm hiểu xem chúng có thể hoạt động trong động vật có vú hay không, nhóm Joslin đã hợp tác với GS Richard DiMarchi, giáo sư hóa học tại Đại học Indiana, ở đây các phòng thí nghiệm của họ đã tổng hợp các đoạn peptides virut giống như insulin (viral insulin-like peptides -VILPs).

Thử nghiệm ở chuột và tế bào người, các nhà khoa học muốn xem liệu VILPs có thể hoạt động giống như hormon hay không. Các thí nghiệm của họ đã chứng minh rằng VILPs thực sự có thể liên kết với các thụ thể insulin của người và thụ thể của một hormone gần với nó gọi là IGF-1 (insulin growth factor 1). Đây là những protein quan trọng trên các tế bào giúp cho các tế bào nhận biết để lấy glucose và phát triển. Ngoài ra, các peptide này có thể kích thích tất cả các đường dẫn tín hiệu bên trong các tế bào đang được kích thích bởi insulin người và IGF-1. Và những con chuột được tiêm các peptide của virut biểu hiện lượng đường trong máu thấp hơn, một dấu hiệu khác cho thấy insulin hoạt động. Hơn nữa, phân tích các cơ sở dữ liệu của virut tìm thấy trong ruột người có bằng chứng cho thấy con người đang tiếp xúc với những virut này.

GS Kahn cho biết: "những virut này chắc chắn gây nhiễm cho cá và động vật lưỡng cư, nhưng chúng tôi không biết được chúng có gây nhiễm cho người hay không. Tuy nhiên, có thể con người bị phơi nhiễm với những virut này thông qua ăn cá. Không ai kiểm tra trực tiếp liệu trong số trường hợp ăn cá nhiễm virut, virut có thể gây nhiễm trùng cho tế bào hay ít nhất là một phần hấp thụ qua đường ruột".

Hiện nay, các nhà khoa học sẽ mở rộng việc tìm kiếm các loại virut khác có thể sản xuất hormone giống người. Giáo sư Kahn cho rằng "phát hiện này là đầu của một tảng băng trôi”.  "Có khoảng 300.000 virút có thể lây nhiễm hoặc được vận chuyển ở động vật có vú, và chỉ có khoảng 7.500 sinh vật này, hay khoảng 2.5% đã được giải trình tự bộ gen. Vì vậy, chúng tô chắc chắn sẽ tìm thấy nhiều hormone virut hơn đặc biệt là insulin virut trong tương lai”.

Ông cũng cho biết "Nghiên cứu này cũng mở ra một khía cạnh mới để nghiên cứu bệnh đái tháo đường týp 1 và bệnh tự miễn dịch. Có thể những phân tử của vi sinh vật giống insulin giúp kích hoạt môi trường để bắt đầu phản ứng tự miễn dịch ở bệnh tiểu đường typ 1. Mặt khác, bạn cũng có thể tưởng tượng rằng điều này có thể làm giảm phản ứng miễn dịch và có thể bảo vệ bạn”.

Một câu hỏi tương tự cũng mở ra cho các bệnh về chuyển hoá như bệnh đái tháo đường týp 2 và béo phì, trong đó cơ thể không đáp ứng được với insulin. Giáo sư Kahn cho biết thêm: "bạn có thể hình dung rằng những peptide virut này có thể bảo vệ hoặc đóng góp vào sự đề kháng insulin".

Tuy nhiên, những loại virut này hoặc loại virut tương tự cũng có thể là một yếu tố trong một số loại ung thư ở người. Giáo sư Kahn cũng thắc mắc rằng: “nếu những virut này ở trong ruột, liệu VILPs được sản sinh bởi các virut này và kích thích sự phát triển của tế bào ruột và dẫn đến các đoạn polyp hoặc khối u của ruột không? ". "Hoặc nếu chúng bị hấp thu hoặc trở nên nhiễm trùng, chúng có thể lây nhiễm sang bất kỳ cơ quan nào trong cơ thể?"

Ông cũng gợi ý thêm: “việc phân tích các peptide virus này một cách kỹ càng có thể giúp các công ty dược phẩm thiết kế các dạng insulin tổng hợp mới. Chúng ta có thể học được điều gì đó, ví dụ như làm insulin không cần đông lạnh và có thể được lưu trữ trong một thời gian dài, hoặc insulin được hấp thu nhanh hơn hoặc bị biến tính chậm hơn”.

Nghiên cứu trước đây của Altindis thiên về bệnh truyền nhiễm hơn là nội tiết học. GS. Kahn nói thêm "khám phá của chúng tôi đưa ra một ví dụ về cách làm việc trong một lĩnh vực có thể kích thích tư duy trong một lĩnh vực khác". "Điều này thực sự nhấn mạnh tầm quan trọng của việc trao đổi trong quá trình khám phá khoa học, nó rất có giá trị nhưng lại bị coi nhẹ hiện nay".

Nguồn: https://www.sciencedaily.com/releases/2018/02/180219155012.htm

Tham khảo:

Joslin Diabetes Center. "Some viruses produce insulin-like hormones that can stimulate human cells -- and have potential to cause disease”.

Người tổng hợp tin bài: Nguyễn Thị Hương - Bộ mông CNSTH