Điều trị chuột mang thai bằng Porphyromonas gingivalis gây ra tình trạng tăng phân giải đường và lactyl hóa histone/ADAM17 dẫn đến dị tật hở hàm ếch ở chuột con

Tin tức

on Sunday 01-06-2025 11:55am

Viết bởi: ngoc

Danh mục: Tin quốc tế

CNSH. Lê Thị Quỳnh – IVFMD SIH – Bệnh viện Phụ sản Quốc tế Sài Gòn

TỔNG QUAN
Hở hàm ếch (Cleft palate - CP) là một dị tật bẩm sinh vùng sọ mặt phổ biến, gây ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng cuộc sống. Nguyên nhân của CP rất đa dạng, chịu tác động của cả yếu tố di truyền và môi trường. Môi trường trong tử cung của người mẹ đóng vai trò thiết yếu trong sự phát triển của thai nhi, và sự mất cân bằng ở môi trường này có thể dẫn đến dị tật. Gần đây, các nhà khoa học đã chứng minh vi khuẩn từ miệng mẹ, bao gồm cả Porphyromonas gingivalis (P. gingivalis) – tác nhân gây viêm nha chu, có thể truyền sang tử cung, gây ảnh hưởng trực tiếp đến thai nhi. Viêm nha chu liên quan đến nhiều bệnh lý và các kết quả thai kỳ bất lợi, bao gồm cả CP. Tuy nhiên, cơ chế chính xác của mối liên hệ này vẫn chưa được làm rõ.

Chuột là mô hình nghiên cứu lý tưởng để tìm hiểu về CP vì quá trình phát triển vòm miệng của chuột rất giống với con người. Bất kỳ sự xáo trộn nào trong quá trình này đều có thể dẫn đến CP. Gần đây, các nhà khoa học phát hiện rằng những thay đổi về chuyển hóa, do môi trường hoặc chế độ ăn uống, có thể ảnh hưởng đến sự phát triển của tế bào thông qua các cơ chế biểu sinh.

Mặt khác, nhiễm trùng Porphyromonas gingivalis (P. gingivalis) ở mẹ liên quan đến nhiều vấn đề sức khỏe ở con cái, bao gồm cả rối loạn chuyển hóa. Các nghiên cứu khác cũng chỉ ra rằng P. gingivalis có thể khiến tế bào chuyển từ quá trình phosphoryl hóa oxy hóa (OXPHOS) sang đường phân, điều này ngược lại với quá trình chuyển hóa bình thường trong phát triển vòm miệng. Do đó, nhóm tác giả đặt ra câu hỏi liệu P. gingivalis có thể làm gián đoạn chuyển hóa glucose và ảnh hưởng đến sự hình thành vòm miệng hay không.

Trước đây, nghiên cứu về sự phát triển vòm miệng thường bỏ qua vai trò của tế bào miễn dịch, chỉ tập trung vào tế bào trung mô vòm miệng phôi chuột (Mouse Embryonic Palatal Mesenchyme - MEPM). Tuy nhiên, bằng chứng mới cho thấy đại thực bào (Mφ) đóng vai trò quan trọng trong việc hợp nhất vòm miệng bằng cách dọn dẹp các tế bào biểu mô chết. Đáng chú ý, quá trình đường phân kéo dài có thể làm suy giảm chức năng của đại thực bào, nhưng mối liên hệ giữa đại thực bào và chuyển hóa trong phát triển vòm miệng vẫn chưa được làm rõ.

Nghiên cứu này cho thấy việc tiếp xúc với vi khuẩn P. gingivalis gây CP ở chuột. Cơ chế là vi khuẩn này làm tăng quá trình đường phân và sau đó là lactyl hóa histone, đặc biệt là lactyl hóa H4K12 ở cả Mφ và MEPM. Sự tăng lactyl hóa này kích hoạt một protein tên là ADAM17. ADAM17 làm mất đi các thụ thể quan trọng trên bề mặt tế bào, dẫn đến ức chế khả năng thực bào của đại thực bào và quá trình tạo xương của tế bào MEPM. Cuối cùng, điều này gây ra các bất thường trong việc hợp nhất và hóa xương của vòm miệng, dẫn đến CP.

Nghiên cứu của nhóm tác giả đã chỉ ra một chuỗi phản ứng phức tạp, từ tác động của vi khuẩn trong miệng mẹ đến sự phát triển vòm miệng của thai nhi, mở ra những hiểu biết mới về nguyên nhân gây dị tật bẩm sinh và các hướng can thiệp tiềm năng.

VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP

Nghiên cứu này mô tả chi tiết các phương pháp thực hiện để điều tra mối liên hệ giữa vi khuẩn P. gingivalis và CP.

Đầu tiên, vi khuẩn P. gingivalis được nuôi cấy và chuẩn bị dịch chiết protein, sau đó được dùng để xây dựng mô hình CP trên chuột mang thai. Các loại tế bào liên quan đến phát triển vòm miệng như MEPM, đại thực bào RAW264.7, BMDM và MEE đều được nuôi cấy. Ngoài ra, túi ngoại bào nhỏ (sEV) từ đại thực bào cũng được phân lập và đặc tính hóa bằng các kỹ thuật như TEM, NTA và Western blot.

Trong các thí nghiệm trên chuột, chuột cái mang thai được chia nhóm để tiếp xúc với P. gingivalis hoặc chỉ nước muối qua đường ống thông dạ dày và tiêm tĩnh mạch. Sự phát triển vòm miệng của thai nhi được quan sát và thu thập mẫu ở các giai đoạn phôi khác nhau. Một phần nghiên cứu cũng thử nghiệm GW280264X, một chất chặn ADAM17, để xem xét khả năng can thiệp.

Để phân tích và đo lường, nhiều xét nghiệm đã được thực hiện. ELISA được dùng để định lượng protein RgpA của P. gingivalis. Phân tích mô học (nhuộm HE, Masson) giúp quan sát cấu trúc và collagen. Các phương pháp miễn dịch mô học (miễn dịch huỳnh quang đa thành phần) và Western blot được dùng để phát hiện và định lượng các protein như TGFBR1, PCNA, H4K12la, ADAM17, MerTK. Quá trình apoptosis (tế bào chết theo chương trình) và efferocytosis (thực bào tế bào chết) được đánh giá bằng bộ TUNEL và nhuộm MerTK+ Mφ. Biểu hiện gen được đo bằng qRT-PCR và sự gắn kết của histone với DNA được phân tích bằng ChIP-qPCR. Khả năng phát triển và tạo xương của tế bào được đánh giá qua xét nghiệm CCK-8, ALP và ARS, cùng với các thử nghiệm về di chuyển tế bào.

Cuối cùng, tất cả dữ liệu được phân tích thống kê bằng phần mềm Prism 8, sử dụng các kiểm định như t-test, ANOVA và kiểm định chính xác của Fisher để đảm bảo tính ý nghĩa. Các thí nghiệm trong ống nghiệm được lặp lại nhiều lần, và các thí nghiệm trên động vật được thực hiện mù đơn để tăng tính khách quan.

KẾT QUẢ
P. Gingivalis CP bằng cách ảnh hưởng đến sự phát triển xương và hợp nhất vòm miệng
Nghiên cứu này đã chứng minh rằng vi khuẩn P. gingivalis gây CP ở chuột bằng cách phá vỡ quá trình phát triển bình thường của vòm miệng. Các tác giả đã xây dựng mô hình chuột mang thai tiếp xúc với P. gingivalis, siêu âm và xác nhận sự hiện diện của vi khuẩn này trong nước ối và mô vòm miệng thai nhi. Kết quả cho thấy CP xuất hiện rõ ràng ở E16.5, với các bất thường về cấu trúc vòm miệng và quá trình tạo xương.

P. gingivalis ức chế di chuyển và tạo xương của tế bào MEPM
Để hiểu rõ hơn cơ chế, các tác giả đã nghiên cứu tác động của P. gingivalis lên tế bào MEPM. Dịch chiết P. gingivalis kích thích sự tăng sinh của tế bào MEPM và ức chế quá trình apoptosis của chúng, điều này cũng được xác nhận trên mô hình in vivo. Tuy nhiên, các rối loạn tạo xương do P. gingivalis gây ra không phải do thiếu hụt tế bào tiền thân.
Đáng chú ý, P. gingivalis đã ức chế sự di chuyển của tế bào MEPM. Các gen liên quan đến tạo xương như Ocn, Osx, Alp, và Runx2 cũng giảm biểu hiện. Những phát hiện này khẳng định P. gingivalis ức chế khả năng tạo xương của tế bào MEPM, phù hợp với kiểu hình dị tật ở chuột.

P. gingivalis gây giảm TGFBR1 thông qua thay đổi chuyển hóa và lactyl hóa histone
P. gingivalis làm giảm đáng kể mức độ protein của TGFBR1, p-SMAD2 và p-SMAD3 – các yếu tố quan trọng trong quá trình tạo xương. Việc bổ sung TGFβ2 có thể phục hồi một phần quá trình tạo xương, cho thấy sự ức chế này liên quan đến con đường TGF-β thông qua TGFBR1.
P. gingivalis gây ra sự thay đổi chuyển hóa trong tế bào MEPM, chuyển từ OXPHOS sang đường phân, với sự gia tăng các dấu hiệu đường phân (HK2, LDHA) và lactate. Điều này dẫn đến sự gia tăng lactyl hóa histone, đặc biệt là H4K12la.
Sự gia tăng H4K12la này thúc đẩy sự phiên mã của gen ADAM17. ADAM17 là một protease có khả năng phân cắt TGFBR1. Điều này cho thấy H4K12la đã kích hoạt ADAM17, từ đó phân cắt và làm giảm TGFBR1, dẫn đến ức chế tạo xương và phát triển vòm miệng bất thường.

P. gingivalis gây rối loạn hợp nhất vòm miệng bằng cách giảm MerTK ở đại thực bào
P. gingivalis làm giảm biểu hiện của MerTK – một thụ thể quan trọng trên đại thực bào giúp nhận diện và thực bào tế bào chết. Sự giảm MerTK này dẫn đến hiệu quả thực bào kém, khiến các tế bào MEE chết tích tụ lại. Tương tự như MEPM, P. gingivalis cũng gây ra sự thay đổi chuyển hóa sang đường phân và tăng lactyl hóa histone trong đại thực bào.
ADAM17 là mục tiêu tiềm năng để can thiệp
Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng quá trình thực bào không hiệu quả do P. gingivalis gây ra đã ngăn cản sự chuyển đổi kiểu hình của đại thực bào từ trạng thái gây viêm (M1) sang trạng thái chống viêm (M2) sau khi thực bào. Sự ưu thế của đại thực bào M1 có thể gián tiếp ức chế quá trình tạo xương thông qua sEV.
Cuối cùng, việc điều trị bằng GW280264X, một chất đối kháng ADAM17, đã làm giảm đáng kể tỷ lệ CP, cải thiện sự hợp nhất vòm miệng và quá trình tạo xương. Điều này khẳng định vai trò trung tâm của ADAM17 trong cơ chế gây bệnh và mở ra hướng điều trị tiềm năng cho dị tật hở hàm ếch.

KẾT LUẬN

Nghiên cứu này chỉ ra rằng P. gingivalis gây CP bằng cách tăng cường quá trình đường phân, dẫn đến tăng lactyl hóa histone H4K12la. Điều này kích hoạt ADAM17, một enzyme phân cắt TGFBR1 và MerTK. Sự phân cắt này làm suy yếu quá trình hợp nhất vòm miệng và tạo xương, giải thích mối liên hệ giữa bệnh nha chu của mẹ và CP ở trẻ. Hiểu rõ cơ chế này không chỉ làm sáng tỏ nguyên nhân dị tật bẩm sinh mà còn mở ra các hướng điều trị và phòng ngừa tiềm năng.

Tài liệu tham khảo: Zhao et al (2025). Administration of Porphyromonas gingivalis in pregnant mice enhances glycolysis and histone lactylation/ADAM17 leading to cleft palate in offspring. International Journal of Oral Science, 17(1), 18.

Từ khóa: hở hàm ếch, PCOS, Porphyromonas gingivalis, đường phân, dị tật bẩm sinh.

Các tin khác cùng chuyên mục: