Đã mở ra con đường thay thế các xét nghiệm MRI mà bệnh nhân bệnh não phải thực hiện lặp đi lặp lại bằng một xét nghiệm máu đơn giản.
Nhóm nghiên cứu gồm Giáo sư Lee Eun-jae, Khoa Thần kinh, Bệnh viện Seoul Asan; Tiến sĩ Kim Jin-hee, Viện Nghiên cứu Y sinh; và Giáo sư Shin Yong, Khoa Công nghệ Sinh học, Đại học Yonsei đã phát triển một công nghệ dấu ấn sinh học (biomarker) mới có thể theo dõi hoạt động của bệnh não bằng cách chọn lọc tín hiệu chỉ từ các tế bào não trong máu. Kết quả nghiên cứu đã được công bố gần đây trên tạp chí khoa học quốc tế về công nghệ nano “Nano Today”.
Hầu hết các bệnh não sẽ xấu đi theo thời gian và các tế bào thần kinh bị tổn thương rất khó phục hồi, do đó việc chẩn đoán sớm và theo dõi liên tục sự tái phát của bệnh là rất quan trọng. Tuy nhiên, việc lấy mẫu mô não rất khó khăn và các xét nghiệm hình ảnh như MRI có giới hạn trong việc theo dõi những thay đổi nhỏ của bệnh. Hơn nữa, xét nghiệm MRI có chi phí cao và bệnh nhân phải giữ nguyên tư thế trong thời gian dài, gây gánh nặng cho bệnh nhân.
Do đó, nhóm nghiên cứu đã phát triển một công nghệ nano mới có thể chọn lọc và phân tích tín hiệu chỉ từ các tế bào não trong máu, và đã thành công trong việc xác định những thay đổi phân tử phản ánh hoạt động của bệnh.
Điều mà nhóm nghiên cứu chú ý là 'túi ngoại bào (extracellular vesicle)'. Túi ngoại bào là những túi rất nhỏ mà tế bào tiết ra ra bên ngoài, chứa thông tin sinh học từ bên trong tế bào như protein và microRNA. Tuy nhiên, trong máu có rất nhiều túi ngoại bào từ nhiều tế bào khác nhau, nên việc chọn lọc chỉ túi ngoại bào từ một tế bào cụ thể là rất khó khăn.
Để giải quyết vấn đề này, nhóm nghiên cứu đã phát triển một nano-complex peptide có khả năng nhận diện chính xác các phân tử mục tiêu bằng cách mô phỏng cấu trúc của một protein cụ thể. Công nghệ này được thiết kế để nhận diện protein bề mặt của tế bào hình sao, cho phép chọn lọc chỉ túi ngoại bào từ tế bào hình sao trong số rất nhiều túi ngoại bào trong máu. Quá trình tách biệt hoàn thành trong vòng 40 phút.
Nhóm nghiên cứu đã áp dụng công nghệ này cho bệnh nhân mắc 'rối loạn quang thần kinh tủy sống (NMOSD)' để tiến hành kiểm tra lâm sàng. Rối loạn quang thần kinh tủy sống là một bệnh tự miễn mà hệ miễn dịch tấn công tế bào hình sao một cách lặp đi lặp lại, dẫn đến suy giảm thị lực và tê liệt do các rối loạn thần kinh tích lũy. Do đó, việc xác định nhanh chóng và chính xác tình trạng tái phát là rất quan trọng cho việc điều trị.
Nhóm nghiên cứu đã phân tích 147 mẫu huyết thanh được lưu trữ tại ngân hàng sinh học Bệnh viện Seoul Asan qua hai giai đoạn. Trong phân tích đầu tiên, họ đã so sánh huyết thanh của 39 bệnh nhân tái phát cấp tính, 49 bệnh nhân trong giai đoạn ổn định và 20 người khỏe mạnh.
Tiếp theo, để xác định xem có thể phân biệt được các bệnh lý thần kinh não khác hay không, họ đã thực hiện phân tích kiểm tra trên 39 bệnh nhân mắc bệnh đa xơ cứng và bệnh Parkinson đến khám từ năm 2024 đến 2025.
Kết quả phân tích cho thấy chỉ số 'protein acid fibrillary glial (GFAP)', một chỉ số tổn thương tế bào hình sao, cao hơn ở bệnh nhân tái phát so với bệnh nhân trong giai đoạn ổn định. Ngược lại, chỉ số 'protein kênh nước 4 (AQP4) immunoglobulin G', một chỉ số chẩn đoán chính của rối loạn quang thần kinh tủy sống, có xu hướng giảm ở bệnh nhân tái phát. Chỉ số này phản ánh tình trạng tái phát không phụ thuộc vào độ tuổi hay mức độ rối loạn thần kinh của bệnh nhân.
So với bệnh nhân mắc bệnh đa xơ cứng và Parkinson, rối loạn quang thần kinh tủy sống cho thấy các mẫu phân tử khác nhau, xác nhận khả năng phân biệt giữa các bệnh. Các tín hiệu phân tử đặc trưng cũng được quan sát thấy trong microRNA chứa trong túi ngoại bào trong giai đoạn tái phát.
Giáo sư Lee Eun-jae, Khoa Thần kinh, Bệnh viện Seoul Asan cho biết: “Nghiên cứu này đã chỉ ra khả năng theo dõi sự thay đổi não mà không cần kiểm tra hình ảnh lặp đi lặp lại, và hy vọng sẽ được sử dụng trong việc dự đoán phản ứng điều trị và xây dựng chiến lược điều trị cá nhân hóa trong tương lai.”
Giáo sư Shin Yong, Khoa Công nghệ Sinh học, Đại học Yonsei cho biết: “Điều này có ý nghĩa lớn vì đã xác nhận tính hiệu quả của công nghệ thông qua huyết thanh của bệnh nhân lâm sàng, và hy vọng sẽ trở thành công nghệ nền tảng có thể mở rộng cho nhiều bệnh não khác.”
