"Lão hóa là yếu tố nguy cơ lớn nhất dẫn đến chứng mất trí nhớ, nhưng hiểu biết của chúng ta về cách nó thúc đẩy bệnh tật vẫn chưa hoàn chỉnh", bác sĩ Richard Hodes, Giám đốc Viện Lão hóa Quốc gia (NIA) thuộc NIH, cho biết.

Theo ông, sự thay đổi của các tế bào vi thần kinh đệm vốn khó quan sát có thể là một mảnh ghép quan trọng giúp giải thích những biến đổi của não khi con người già đi.

Tế bào miễn dịch trong não thay đổi từ tuổi trung niên

Nhóm nghiên cứu đến từ Đại học California, San Diego, Trung tâm Genom New York và Đại học California, Irvine đã sử dụng các kỹ thuật phân tích đơn bào để khảo sát mô hải mã từ 40 người trưởng thành có tình trạng thần kinh khỏe mạnh trong độ tuổi từ 20 đến 95.

Quá trình phân tích cho thấy, số lượng tế bào vi thần kinh đệm, vốn được xem là loại tế bào miễn dịch chủ yếu của não, giảm dần trong giai đoạn khoảng 50-75 tuổi. Đồng thời, chúng dường như được thay thế bởi những tế bào mang tín hiệu viêm mạnh hơn và có một số đặc điểm tương tự tế bào miễn dịch có nguồn gốc từ máu ngoại vi.

Phát hiện này đặt ra câu hỏi đối với quan niệm lâu nay cho rằng tế bào vi thần kinh đệm được hình thành từ giai đoạn phôi thai, cư trú trong não và chủ yếu tự duy trì, tái tạo tại chỗ trong suốt cuộc đời.

Để nghiên cứu tác động của tuổi tác lên não người, các nhà khoa học đã kết hợp phân tích hoạt động gene với những kỹ thuật hiện đại nhằm lập bản đồ cấu trúc 3D của hệ gene và các biến đổi hóa học trên hệ gene, còn gọi là hệ gene biểu sinh (epigenome).

"Biểu hiện gene cho chúng ta biết một tế bào đang làm gì hôm nay, nhưng các dấu hiệu biểu sinh lưu giữ thông tin về nguồn gốc của tế bào đó", tiến sĩ Nathan Zemke, tác giả chính của nghiên cứu và Giám đốc bộ phận Hệ gen học đơn bào tại Trung tâm Biến di truyền học UC San Diego, giải thích.

Theo ông, việc kết hợp hai nhóm dữ liệu giúp nhóm nghiên cứu phát hiện sự thay đổi đáng kể về bản dạng và nguồn gốc của các tế bào miễn dịch trong não người khi lão hóa, một điều vốn khó nhận ra nếu chỉ dựa vào dữ liệu biểu hiện gene.

Nghiên cứu đồng thời cũng ghi nhận những dấu hiệu suy giảm liên quan đến tuổi tác ở các tế bào tham gia duy trì hàng rào máu não. Đây là hệ thống bảo vệ quan trọng, kiểm soát các chất có thể đi từ máu vào mô não.

Ở nhiều loại tế bào não khác, quá trình lão hóa cũng đi kèm những thay đổi trên diện rộng trong cách tổ chức vật lý của hệ gene.

"Những sự gián đoạn về mặt cấu trúc này có liên quan chặt chẽ với sự chuyển dịch trong điều hòa gene và bản dạng tế bào, có khả năng hé lộ một đặc tính cơ bản của quá trình lão hóa ở não người", tiến sĩ Bing Ren, tác giả liên hệ của nghiên cứu, Giám đốc khoa học kiêm CEO Trung tâm Genom New York và giáo sư di truyền học và phát triển tại Đại học Columbia, cho biết.

Các nhà khoa học hiện muốn tìm hiểu nguyên nhân khiến những tế bào vi thần kinh đệm cư trú trong não suy giảm theo tuổi tác, đồng thời xác định liệu sự chuyển đổi của các tế bào miễn dịch có trực tiếp góp phần vào bệnh Alzheimer và những bệnh thoái hóa thần kinh khác hay không.

"Việc hiểu được những chuyển đổi tế bào này có thể mang lại những cơ hội mới để phát triển các biện pháp can thiệp nhằm duy trì chức năng não và giảm khả năng tổn thương của bệnh thoái hóa thần kinh", tiến sĩ Xiangmin Xu, giáo sư kiêm Giám đốc Trung tâm Lập bản đồ Mạch thần kinh tại Đại học California, Irvine, nhận định.

Dù các kết quả mới chưa chứng minh rằng sự thay đổi của tế bào miễn dịch là nguyên nhân trực tiếp gây Alzheimer, nhưng chúng mở ra hướng nghiên cứu mới về cách hệ miễn dịch của não biến đổi theo tuổi tác và có thể góp phần tạo ra môi trường dễ tổn thương hơn trước các bệnh thoái hóa thần kinh.