Các căn bệnh thoái hóa thần kinh như Alzheimer, Parkinson hay Huntington đang âm thầm hủy hoại não bộ bằng cách phá hủy các tế bào neuron chịu trách nhiệm truyền tải thông tin trong hệ thần kinh. Khi các neuron chết đi, người bệnh dần mất trí nhớ, suy giảm nhận thức và gặp khó khăn trong vận động, thậm chí phải phụ thuộc hoàn toàn vào người chăm sóc.

Hiện nay, nhiều loại thuốc chỉ có thể giúp làm giảm triệu chứng hoặc làm chậm tiến triển bệnh ở giai đoạn đầu. Tuy nhiên, chúng chưa thể phục hồi các ký ức đã mất hay tái tạo những vùng não bị tổn thương. Chính vì vậy, giới khoa học đang theo đuổi một hướng đi tham vọng hơn: giúp não bộ tự tạo lại các neuron đã mất.

Vitamin K và tiềm năng bất ngờ đối với não bộ

Vitamin K vốn được biết đến chủ yếu với vai trò hỗ trợ đông máu và duy trì sức khỏe xương. Tuy nhiên, trong những năm gần đây, nhiều nghiên cứu cho thấy loại vitamin này còn liên quan đến khả năng bảo vệ não và hỗ trợ hình thành neuron thần kinh mới.

Một dạng vitamin K tự nhiên có tên menaquinone-4 (MK-4) được đánh giá là có khả năng thúc đẩy quá trình biệt hóa neuron, tức biến các tế bào thần kinh chưa trưởng thành thành neuron hoàn chỉnh. Dù vậy, tác dụng của MK-4 tự nhiên vẫn chưa đủ mạnh để ứng dụng trong y học tái tạo thần kinh.

Trong nghiên cứu được công bố trên tạp chí ACS Chemical Neuroscience, các nhà khoa học thuộc Viện Công nghệ Shibaura (Nhật Bản) cho biết đã thành công tạo ra các hợp chất tương tự vitamin K với hoạt tính mạnh hơn đáng kể đối với hệ thần kinh.

Nhóm nghiên cứu do Phó Giáo sư Yoshihisa Hirota và Giáo sư Yoshitomo Suhara dẫn đầu đã tổng hợp 12 hợp chất “lai”, kết hợp vitamin K với những phân tử có khả năng kích thích phát triển neuron, trong đó có axit retinoic, một dạng hoạt tính của vitamin A.

Các thử nghiệm trên tế bào thần kinh của chuột cho thấy những hợp chất lai này vẫn giữ được hoạt tính sinh học của cả vitamin K và axit retinoic. Đặc biệt, một hợp chất nổi bật mang tên “Novel VK” cho hiệu quả kích thích hình thành neuron cao gấp 3 lần so với nhóm đối chứng và vượt trội hơn hẳn vitamin K tự nhiên.

Nhóm nghiên cứu cũng ghi nhận hợp chất này làm gia tăng mạnh protein Map2, một dấu ấn sinh học liên quan trực tiếp đến sự phát triển của neuron.

Phát hiện cơ chế mới giúp não tái tạo tế bào thần kinh

Khi tìm hiểu sâu hơn về cơ chế hoạt động, các nhà khoa học phát hiện vitamin K có thể tác động đến các thụ thể glutamate hướng chuyển hóa (mGluRs), đặc biệt là mGluR1, một thụ thể đóng vai trò quan trọng trong truyền tín hiệu giữa các neuron.

Đây là phát hiện đáng chú ý bởi thụ thể mGluR1 từ lâu đã được liên kết với chức năng vận động và hoạt động của synapse thần kinh. Những rối loạn liên quan đến thụ thể này thường xuất hiện ở các bệnh thoái hóa thần kinh.

Các mô phỏng phân tử cho thấy hợp chất Novel VK có khả năng liên kết với mGluR1 mạnh hơn đáng kể so với MK-4 tự nhiên. Không chỉ vậy, hợp chất mới còn dễ dàng vượt qua hàng rào máu não, vốn là “lá chắn” ngăn phần lớn thuốc tiếp cận não bộ.

Trong các thử nghiệm trên chuột, hợp chất Novel VK tạo ra nồng độ MK-4 trong não cao hơn rõ rệt và cho thấy hồ sơ dược động học ổn định, một yếu tố quan trọng đối với việc phát triển thuốc điều trị thần kinh.

Theo các nhà khoa học, nghiên cứu này mở ra triển vọng cho các liệu pháp không chỉ kiểm soát triệu chứng mà còn có thể tái tạo hoặc phục hồi các tế bào thần kinh bị tổn thương ở các bệnh nhân mắc chứng thoái hóa thần kinh.

Dù vậy, các kết quả hiện mới dừng ở mức nghiên cứu trên tế bào và động vật thí nghiệm. Chưa có bằng chứng cho thấy các hợp chất từ vitamin K có thể chữa khỏi Alzheimer, Parkinson hay Huntington ở người.

Tuy nhiên, giới chuyên gia đánh giá đây là bước tiến quan trọng trong lĩnh vực y học tái tạo thần kinh, đặc biệt trong bối cảnh các phương pháp điều trị hiện nay vẫn chưa thể phục hồi chức năng não đã mất.

Phó Giáo sư Yoshihisa Hirota nhận định, nếu các liệu pháp dựa trên vitamin K được chứng minh an toàn và hiệu quả trong tương lai, chúng có thể giúp làm chậm tiến triển bệnh, cải thiện chất lượng sống của bệnh nhân và giảm đáng kể gánh nặng chăm sóc y tế lâu dài cho xã hội.

Các nhà nghiên cứu kỳ vọng hướng tiếp cận này sẽ tiếp tục được phát triển để một ngày nào đó có thể trở thành liệu pháp thực sự giúp não bộ tự sửa chữa sau tổn thương do bệnh thoái hóa thần kinh gây ra.