Nghiên cứu mới xác định các tế bào miễn dịch gây viêm ở bệnh nhân lao màng não 

Lao màng não là thể lao nặng và nguy hiểm nhất. Dù được Ä‘iều trị, bệnh vẫn có tá»· lệ tá»­ vong cao từ 20–50%, và khoảng má»™t ná»­a số bệnh nhân sống sót phải chịu các di chứng thần kinh suốt đời. 

Đến nay, phần lớn nghiên cứu về lao màng não tập trung vào mẫu máu để giải trình tự và phân tích chức năng tế bào, trong khi các nghiên cứu sử dụng dịch não tủy (CSF), chất dịch bao quanh não và tủy sống, vẫn còn rất hiếm. Nguyên nhân chủ yếu là do thách thức về mặt kỹ thuật: việc lấy mẫu dịch não tủy là một thủ thuật xâm lấn, số lượng tế bào thu được thấp và dễ nhiễm máu. Tuy vậy, để cải thiện điều trị, các nhà khoa học cần hiểu rõ hơn về những gì diễn ra ngay tại ổ nhiễm: não bộ.

Tại OUCRU, nhóm nghiên cứu đã ứng dụng kỹ thuật giải trình tự RNA đơn bào (single-cell RNA sequencing – scRNA-seq), một công nghệ tiên tiến, để tìm hiểu hoạt động của tế bào miễn dịch trong dịch não tủy. Theo chúng tôi được biết, đây là lần đầu tiên trên thế giới, scRNA-seq được sử dụng để nghiên cứu mẫu CSF trên bệnh nhân bệnh lao màng não trưởng thành. 

Giải trình tá»± RNA Ä‘Æ¡n bào (scRNA-seq) đã làm thay đổi nghiên cứu y sinh học toàn cầu. Công nghệ này cho phép phân tích hàng nghìn tế bào miá»…n dịch Ä‘Æ¡n lẻ cùng lúc, vẽ nên bức tranh chi tiết hÆ¡n về đáp ứng miá»…n dịch. Quan trọng hÆ¡n, scRNA-seq vẫn hoạt Ä‘á»™ng hiệu quả vá»›i chỉ vài nghìn tế bào, giúp vượt qua má»™t trong những thách thức lá»›n nhất trong nghiên cứu lao màng não: số lượng tế bào thu được từ mẫu dịch não tủy còn hạn chế. Nhờ đó, các nhà khoa học có thể xác định được những tế bào miá»…n dịch chuyên biệt trong não thúc đẩy phản ứng viêm, mở ra tiềm năng cải thiện chẩn Ä‘oán lao màng não và định hÆ°á»›ng Ä‘iều trị nhắm trúng đích nhằm giảm tổn thÆ°Æ¡ng não do miá»…n dịch. 

Trong má»™t nghiên cứu thí Ä‘iểm vừa được công bố trên The Journal of Immunology, các nhà khoa học tại OUCRU đã phân tích cặp mẫu dịch não tủy và máu lấy trÆ°á»›c Ä‘iều trị từ 4 bệnh nhân lao màng não, cùng mẫu máu từ 3 người khỏe mạnh. Kết quả 15 nhóm tế bào chính và 29 phân nhóm được xác định trong cả dịch não tủy và máu, tuy nhiên có sá»± khác biệt rõ rệt về số lượng và chức năng tế bào giữa hai loại mẫu này. 

Dịch não tuá»· (CSF) chứa nhiều các tế bào miá»…n dịch có khả năng gây viêm, bao gồm đại thá»±c bào giống tế bào vi thần kinh đệm (microglia-like macrophages), tế bào T nhá»› CD8+ biểu hiện gen GZMK, và tế bào giết tá»± nhiên (natural killer) biểu hiện mạnh CD56 (CD56bright NK). Ngược lại, máu lại chứa nhiều hÆ¡n các tế bào gây Ä‘á»™c nhÆ° : tế bào T nhá»› CD8+ biểu hiện gen GNLY và tế bào NK biểu hiện thấp CD56(CD56dim NK). Các con đường tín hiệu gây viêm, bao gồm đáp ứng interferon, hoạt Ä‘á»™ng mạnh hÆ¡n trong các tế bào ở dịch não tuá»·; trong khi quá trình phosphoryl và oxy hoá – má»™t con đường chuyển hoá năng lượng dá»±a vào oxy – lại bị suy giảm. 

Sá»± thay đổi chuyển hóa này nhất quán vá»›i bằng chứng trÆ°á»›c đó: trong lao màng não, tế bào miá»…n dịch chuyển cÆ¡ chế tạo năng lượng từ  hô hấp hiếu khí sang đường phân kỵ khí, chuyển hóa lactat, tÆ°Æ¡ng tá»± “hiệu ứng Warburg” trong ung thÆ°. Các nhà nghiên cứu giả thuyết rằng chiến lược này có thể giúp tăng tốc đáp ứng miá»…n dịch, song cÅ©ng góp phần thúc đẩy tình trạng viêm phá hủy mô não. 

Bằng việc xây dá»±ng bản đồ tham chiếu chi tiết về trạng thái tế bào miá»…n dịch trong dịch não tủy và máu của bệnh nhân lao màng não trưởng thành, nghiên cứu thí Ä‘iểm này mang lại nguồn dữ liệu quan trọng cho cá»™ng đồng nghiên cứu lao màng não. Đồng thời, nó khẳng định scRNA-seq là phÆ°Æ¡ng pháp khả thi và giàu giá trị trong nghiên cứu cÆ¡ chế bệnh sinh miá»…n dịch, ngay cả vá»›i mẫu khó thu thập nhÆ° dịch não tủy. 

Việc thiết lập quy trình lấy mẫu và phân tích song song máu – dịch não tủy cÅ©ng đặt nền móng cho các nghiên cứu quy mô lá»›n hÆ¡n, nhằm khám phá cÆ¡ chế bệnh và phát triển các chiến lược Ä‘iều trị má»›i cho lao màng não cÅ©ng nhÆ° các bệnh nhiá»…m trùng hệ thần kinh khác. 

Tiến sÄ© Trịnh Thị Bích Trâm, tác giả chính, chia sẻ: “Mặc dù scRNA-seq đã được sá»­ dụng ở quốc tế gần 10 năm qua, OUCRU má»›i triển khai kỹ thuật này tại Việt Nam cách đây hai năm vá»›i sá»± há»— trợ từ Oxford. Nghiên cứu thí Ä‘iểm này gặp phải rất nhiều thách thức, từ việc lấy mẫu dịch não tủy chất lượng cao vá»›i đủ tế bào miá»…n dịch sống đến xá»­ lý phân tích khối dữ liệu phức tạp. Hoàn thành nó là má»™t bÆ°á»›c tiến quan trọng cho nghiên cứu bệnh lao màng não tại Việt Nam, và tôi vô cùng tá»± hào về những kết quả nhóm Nghiên cứu Lao tại OUCRU đã đạt được.” 

Bài báo “Single-cell profiling of blood and cerebrospinal fluid in tuberculous meningitis” được công bố trên The Journal of Immunology.