Liên minh tái mã hóa quá trình lão hóa não: 35.000 mẫu, 250 triệu protein

Alzheimer không bắt đầu ở tuổi 70. Nó bắt đầu ở tuổi 50 hoặc 55, chỉ là không ai biết. Trong 15-20 năm trước triệu chứng đầu tiên, các protein độc hại tích tụ, tế bào thần kinh chết âm thầm và các khớp thần kinh bị đốt cháy. Giá như có thể nắm bắt được quá trình này sớm. Đó chính xác là điều mà Liên minh Proteomics Thần kinh Toàn cầu (GNPC) hứa hẹn, với kết quả được công bố gần đây trên Nature Medicine. Đây là một trong những nỗ lực lớn nhất trong lịch sử nghiên cứu lão hóa não.

Proteomics là gì và tại sao nó lại quan trọng?

Nếu DNA là cuốn sách, thì protein là những từ đang được nói trong tế bào. Bộ não biểu hiện hàng nghìn protein khác nhau mỗi khoảnh khắc: một số cấu trúc khớp thần kinh, một số truyền tín hiệu giữa các tế bào thần kinh, một số duy trì bộ xương tế bào. Khi xảy ra thảm họa thoái hóa thần kinh, các protein bắt đầu trục trặc nhiều năm trước khi triệu chứng đầu tiên bùng phát.

Proteomics là khả năng đo đồng thời hàng chục nghìn protein từ một mẫu máu hoặc dịch não tủy duy nhất. Cho đến nay, các nghiên cứu riêng lẻ đã đo được hàng nghìn, nhưng GNPC đã nhảy lên một chiều kích khác.

Quy mô: 250 triệu phép đo protein

Liên minh hợp nhất hàng chục phòng thí nghiệm hàng đầu thế giới thành một cơ sở dữ liệu thống nhất:

• 35.000 mẫu dịch cơ thể (huyết tương và dịch não tủy)
• 250 triệu phép đo protein độc đáo
• Dữ liệu về Alzheimer, Parkinson, FTD, ALS, ALS-FTD và hơn thế nữa
• Theo dõi dọc: mẫu trước khi bùng phát, tại thời điểm chẩn đoán và sau nhiều năm

Điều này cho phép các nhà nghiên cứu không chỉ thấy "protein này thay đổi trong Alzheimer", mà còn khi nào nó thay đổi: một năm trước? Năm năm? Một thập kỷ?

Phát hiện: Dấu hiệu protein cho từng bệnh

Nhóm nghiên cứu đã xác định được các protein độc đáo cho từng bệnh thoái hóa thần kinh, cũng như các protein chung:

• 5.187 protein liên quan đáng kể đến Alzheimer
• 3.748 protein liên quan đến Parkinson
• 2.380 protein liên quan đến chứng mất trí nhớ trán-thái dương (FTD)

Một số protein chung giữa các bệnh, gợi ý về các cơ chế cơ bản của thoái hóa thần kinh. Một số protein độc đáo, cho phép chẩn đoán phân biệt chính xác. Cả hai nhóm đều rất quan trọng.

Đây là một trong những lần đầu tiên có thể bắt đầu thấy một bức tranh rộng về những gì xảy ra trong não trước, trong và sau khi bệnh. Hầu hết các dấu ấn sinh học trước đây chỉ được xác định sau khi các triệu chứng bùng phát, trong khi cơ sở dữ liệu này nhằm xác định các dấu hiệu xuất hiện sớm hơn nhiều năm.

Ý nghĩa lâm sàng: Xét nghiệm máu đơn giản

Lý do điều này rất thú vị: Huyết tương (tức là mẫu máu thông thường) là đủ. Hầu hết các nghiên cứu trước đây sử dụng dịch não tủy, đòi hỏi một thủ thuật xâm lấn và đau đớn. GNPC cho thấy hầu hết thông tin có thể được chiết xuất từ một xét nghiệm máu thông thường duy nhất. Điều này mở ra cánh cửa cho sàng lọc hàng loạt:

1. Sàng lọc dân số: Mọi người trên 50 tuổi có thể thực hiện xét nghiệm máu đánh giá nguy cơ Alzheimer
2. Chẩn đoán sớm: Khi ai đó có các triệu chứng trí nhớ ban đầu, có thể có chẩn đoán chính xác trong vài ngày, không phải vài tháng
3. Theo dõi tiến triển: Ở bệnh nhân đã biết, có thể theo dõi tiến triển bệnh bằng cách sử dụng protein làm thước đo
4. Lựa chọn thuốc: Protein sẽ giúp xác định "ai sẽ đáp ứng với loại thuốc nào", y học cá nhân hóa thực sự

Thuốc mới từ dữ liệu

Vẻ đẹp của GNPC không chỉ nằm ở chẩn đoán. Mỗi một trong số 5.187 protein được xác định trong Alzheimer là một mục tiêu thuốc tiềm năng. Các công ty dược phẩm đã sử dụng dữ liệu để xác định các ứng cử viên thuốc mới. Dự kiến: trong 5-10 năm tới, các loại thuốc sẽ đến phòng khám mà không thể có nếu không có liên minh này.

Nó hoạt động kỹ thuật như thế nào?

Nền tảng trung tâm mà nghiên cứu dựa vào là SomaScan, một công nghệ dựa trên aptamer đo hàng nghìn protein đồng thời trong một mẫu duy nhất. SomaScan được sử dụng làm xương sống cho hầu hết tất cả 35.000 mẫu, do đó cho phép hợp nhất khổng lồ giữa hàng chục nhóm. Các công nghệ bổ sung như Olink và khối phổ chỉ được áp dụng cho các nhóm nhỏ mẫu để xác nhận và so sánh. Cơ sở chung của SomaScan là thứ cho phép hợp nhất dữ liệu từ 23 nhóm nghiên cứu thành một cơ sở dữ liệu duy nhất và dữ liệu có sẵn cho các nhà nghiên cứu trên toàn thế giới thông qua một nền tảng chung.

Điều này có nghĩa gì với bạn?

Nếu bạn ở độ tuổi 50+ với tiền sử gia đình mắc Alzheimer hoặc Parkinson, tin tốt là:

• Trong vòng 3-5 năm, bạn có thể thực hiện xét nghiệm máu đánh giá nguy cơ cá nhân
• Nếu nguy cơ cao, có thể bắt đầu các can thiệp phòng ngừa sớm
• Ngay cả khi bệnh đã bùng phát, chẩn đoán nhanh và chính xác hơn sẽ cho phép điều trị hiệu quả hơn

Trong khi đó, các can thiệp phòng ngừa chắc chắn vẫn như cũ: hoạt động thể chất thường xuyên, chế độ ăn Địa Trung Hải, ngủ chất lượng, kích thích nhận thức và quản lý các bệnh nền (tăng huyết áp, tiểu đường). Chúng làm giảm nguy cơ 30-40%, ngay cả khi không có xét nghiệm.

Bối cảnh rộng hơn

GNPC là một phần của xu hướng lớn trong y học: chuyển từ "các nghiên cứu nhỏ riêng lẻ" sang "các liên minh toàn cầu chia sẻ dữ liệu". Trong lĩnh vực ung thư, bộ gen người và bây giờ là thoái hóa thần kinh, cách tiếp cận tập thể đang thúc đẩy tiến bộ nhanh gấp nhiều lần. Những gì không thể thực hiện trong công việc của một phòng thí nghiệm duy nhất trở nên tầm thường khi hàng chục phòng thí nghiệm làm việc cùng nhau trên dữ liệu thống nhất.

Chứng mất trí nhớ, phần lớn là Alzheimer, ảnh hưởng đến khoảng 55 triệu người trên thế giới và ước tính con số này sẽ tăng gấp đôi vào khoảng năm 2050. Parkinson, một bệnh thoái hóa thần kinh riêng biệt, ảnh hưởng đến thêm khoảng 10 triệu người. Bất kỳ đột phá nào trong chẩn đoán sớm hoặc điều trị mới đều có thể ngăn ngừa hàng triệu ca bệnh. GNPC đặt nền tảng cho những tiến bộ này trong thập kỷ tới.