Việc điều chỉnh hoạt động của Spns1 trong tế bào mở ra những hướng điều trị mới. Nguồn: Getty Images

Dưới sự dẫn dắt của PGS Nguyễn Nam Long, Khoa Hóa sinh và Miễn dịch học – Chương trình Nghiên cứu Chuyển dịch (TRP) tại NUS Medicine, nhóm nghiên cứu phát hiện Spns1 có vai trò quan trọng trong việc duy trì sức khỏe tế bào. 

Spns1 giống như người gác cổng, giúp di chuyển phân tử chất béo lysophospholipid đến thể tiêu bào – được ví như trung tâm tái chế của tế bào. Tiếp theo, phân tử chất béo lysophospholipid được tái sử dụng cho các chức năng của tế bào. Spns1 đảm bảo quá trình tái chế chất béo diễn ra hiệu quả, đồng thời ngăn ngừa chất béo có hại tích tụ.

Chất béo và các vật liệu tế bào khác đến thể tiêu bào thông qua ba đường chính: nhập bào, thực bào và tự thực bào. Trong quá trình nhập bào, tế bào lấy vật liệu từ bên ngoài bằng cách bọc chúng trong túi, mang chúng đến thể tiêu bào để phân hủy.

Trong quá trình thực bào, các tế bào miễn dịch như đại thực bào hoạt động như đội dọn dẹp của cơ thể. Chúng nuốt các hạt lớn như tế bào bị tổn thương hoặc vi khuẩn rồi gửi chúng đến thể tiêu bào.

Cuối cùng, trong quá trình tự thực bào, tế bào tự làm sạch những phần hư hại của chính nó, chẳng hạn như ty thể cũ, bằng cách bọc chúng trong một bong bóng màng gọi là thể tự thực. Tiếp theo, bong bóng này hợp nhất với thể tiêu bào. Tại đó, các chất bên trong bong bóng bị phân hủy và tái chế để giữ cho tế bào khỏe mạnh.

Sau khi chất béo phân hủy trong thể tiêu bào, chúng lại có một số vai trò quan trọng trong tế bào, một trong số đó là sửa chữa và duy trì màng tế bào. Các thành phần chất béo bị phân hủy được tái sử dụng để xây dựng lại và duy trì màng bảo vệ của tế bào.

Thứ hai, chất béo tham gia vào quá trình sản xuất năng lượng. Ngoài ra, một số chất béo có vai trò quan trọng trong truyền tin tế bào. Những phân tử tín hiệu này giúp tế bào phối hợp các quá trình quan trọng, như tăng trưởng, vận động và sinh tồn, đảm bảo cơ thể hoạt động trơn tru.

Nhóm NUS Medicine từng phát hiện ra, Spns1 hoạt động bất thường sẽ dẫn tới tích tụ chất thải lipid bên trong tế bào, gây ra các bệnh liên quan đến tích đọng các chất ở thể tiêu bào (LSD) ở người, ảnh hưởng nghiêm trọng tới sức khỏe. Rối loạn chức năng của con đường tái chế thể tiêu bào cũng được tìm thấy trong bệnh Parkinson và bệnh Alzheimer. PGS. Nguyễn Nam Long cho biết: “Rối loạn lưu trữ thể tiêu bào là một nhóm bệnh di truyền hiếm gặp, xảy ra khi thể tiêu bào không tái chế được các phân tử quan trọng. Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy Spns1 đóng vai trò quan trọng trong việc ngăn ngừa các bệnh này bằng cách đảm bảo chất béo được vận chuyển đúng cách ra khỏi thể tiêu bào”. 

Hợp tác với nhóm nghiên cứu của GS. Xiaochun Li từ Trung tâm Y khoa Tây Nam – Đại học Texas, họ sử dụng kính hiển vi điện tử nhiệt độ thấp (cryo-EM) và các dữ liệu chức năng để chụp các tương tác của Spns1 với chất béo lysophosphatidylcholine (LPC) – một trong những lysophospholipid được tái chế trong thể tiêu bào. 

Nhờ vậy, họ hiểu rõ hơn về cách Spns1 hoạt động và cảm nhận những thay đổi trong môi trường tế bào để thực hiện chức năng của mình. Kết quả này mở ra con đường phát triển phương pháp điều trị mới cho những bệnh mà Spns1 không hoạt động như mong đợi.

Nhóm cũng tiến hành thí nghiệm để xác nhận protein này là thiết yếu trong việc di chuyển chất béo ra khỏi thể tiêu bào, và một số bộ phận của Spns1 rất quan trọng với chức năng này. Kết quả cho thấy: Spns1 hoạt động giống cánh cổng, mở và đóng cho chất béo ra khỏi thể tiêu bào; nó dựa vào các tín hiệu cụ thể từ môi trường tế bào để biết lúc mở và đóng; các đột biến ở Spns1 có thể gây vấn đề về vận chuyển chất béo, dẫn tới tích tụ chất thải bên trong tế bào và gây bệnh ở người.□