Nhiễm sắc thể giới tính có mối quan hệ mật thiết với bệnh tim?

Nhiễm sắc thể giới tính dường như có mối liên hệ mật thiết với bệnh tim mạch ở nhiều người và nghiên cứu mới nhất của các nhà khoa học Mỹ dường như đã xác nhận điều này.

Bài viết là nghiên cứu của Brian Aguado, trợ lý giáo sư kỹ thuật sinh học tại Đại học California San Diego, Mỹ.

Hầu hết các loài động vật có vú, bao gồm cả con người, có hai nhiễm sắc thể giới tính, X và Y. Một nhiễm sắc thể giới tính thường được di truyền từ cha mẹ, kết đôi thành XX hoặc XY trong mọi tế bào của cơ thể.

Những người có nhiễm sắc thể XX thường xác định là nữ và những người có nhiễm sắc thể XY thường xác định là nam.

Các gen trên các nhiễm sắc thể này đóng một vai trò quan trọng trong sự phát triển và chức năng hay thậm chí là quá trình dẫn tới bệnh tim.

Trước khi trở thành một kỹ sư y sinh nghiên cứu cách nhiễm sắc thể giới tính ảnh hưởng đến tim, Brian Aguado đã học về một chức năng kỳ lạ của nhiễm sắc thể X trong lớp khoa học thời trung học và với ví dụ về con mèo tam thể.

Mèo tam thể cái hầu như luôn có bộ lông đốm màu cam và đen, bởi vì gen quy định màu lông được tìm thấy trên nhiễm sắc thể X.

Khi một con mèo màu cam giao phối với một con mèo đen, con cái thường thừa hưởng một nhiễm sắc thể X từ bố mẹ của chúng và sẽ có hỗn hợp lông màu cam và đen (một nhiễm sắc thể X mã hóa cho lông cam trong khi nhiễm sắc thể còn lại mã hóa cho lông đen).

Vì lý do này, mèo đực, thường có một nhiễm sắc thể X và một nhiễm sắc thể Y, đồng thời có bộ lông màu cam hoặc đen.

Sự khác biệt về giới tính về màu lông diễn ra như thế nào về mặt sinh học? Hóa ra, các tế bào có nhiễm sắc thể XX trải qua quá trình bất hoạt nhiễm sắc thể X: Nhiễm sắc thể X từ cha mẹ bị bất hoạt ở một số tế bào, trong khi nhiễm sắc thể X thừa hưởng từ cha mẹ khác bị bất hoạt ở những tế bào khác.

Trong tế bào của mèo tam thể cái, sự bất hoạt X có thể dẫn đến sự xuất hiện của lông màu cam và đen nếu một nhiễm sắc thể X đến từ bố mẹ có lông màu cam và nhiễm sắc thể X khác đến từ bố mẹ có lông đen.

Sự bất hoạt nhiễm sắc thể X xảy ra bởi vì các sinh vật như mèo và người chỉ cần một nhiễm sắc thể X để hoạt động bình thường. Để đảm bảo lượng chính xác, một trong các nhiễm sắc thể X sẽ bị bất hoạt trong mỗi tế bào.

Nhưng một số gen trên nhiễm sắc thể X bị bất hoạt sẽ thoát khỏi trạng thái bất hoạt và vẫn hoạt động. Trên thực tế, có tới một phần ba số gen trên nhiễm sắc thể X ở người có thể thoát khỏi trạng thái bất hoạt. Chúng được cho có vai trò điều chỉnh sức khỏe và bệnh tật.

Bởi vì sự bất hoạt nhiễm sắc thể X chỉ xảy ra ở những người có nhiều hơn một nhiễm sắc thể X. Các nhà nghiên cứu đã thử tìm hiểu xem các gen thoát khỏi sự bất hoạt trên chữ X thứ hai ảnh hưởng như thế nào đến sức khỏe của những người có nhiễm sắc thể XX. Hóa ra đối với một số điều kiện, giới tính tế bào có thể là trọng tâm của vấn đề.

Nhiễm sắc thể ảnh hưởng ra sao đến trái tim của bạn?

Một căn bệnh mà các gen thoát khỏi sự bất hoạt nhiễm sắc thể X có thể kể đến như hẹp van động mạch chủ, một tình trạng mà phần tim kiểm soát lưu lượng máu đến phần còn lại của cơ thể bị cứng lại và thu hẹp. Điều này làm cho tim làm việc nhiều hơn để bơm máu và cuối cùng có thể dẫn đến suy tim.

Giống như một người cố gắng mở cánh cửa có bản lề bị gỉ, trái tim sẽ dần bị mệt mỏi. Hiện không có loại thuốc hiệu quả nào để làm chậm hoặc ngăn chặn các triệu chứng của bệnh AVS.

Phòng thí nghiệm của Brian đã nghiên cứu cách nhiễm sắc thể giới tính có thể ảnh hưởng đến các tình trạng tim mạch như AVS.

Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng van của những người có nhiễm sắc thể XX và XY có thể cứng lại theo những cách khác nhau.

Nói chung, những người có nhiễm sắc thể XX bị tăng sẹo, được gọi là xơ hóa, trong khi những người có nhiễm sắc thể XY có lượng canxi tăng cao.

Do những khác biệt này, tôi nghi ngờ rằng việc cho mọi người dùng cùng một loại thuốc có thể không phải là cách tốt nhất để điều trị AVS. Nhưng điều gì có thể gây ra những khác biệt này?

Nhìn chung, các nhà nghiên cứu cho rằng hormone giới tính dẫn đến sự khác biệt trong cách làm cứng mô van tim. Thật vậy, việc giảm nồng độ estrogen trong thời kỳ mãn kinh có thể làm trầm trọng thêm tình trạng xơ hóa tim.

Tuy nhiên, các nghiên cứu về bệnh tim mạch ở chuột XX và XY đã phát hiện ra rằng sự khác biệt về giới tính vẫn tồn tại ngay cả sau khi phẫu thuật cắt bỏ cơ quan sinh sản sản xuất hormone giới tính.

Nhóm của tôi đưa ra giả thuyết các gen thoát khỏi trạng thái bất hoạt nhiễm sắc thể X (chỉ có ở những người có nhiễm sắc thể XX) sẽ dẫn đến những khác biệt trong cách làm cứng van tim. Để thử nghiệm ý tưởng này, Brian và các đồng nghiệp đã phát triển các mô hình sinh học mô van tim sử dụng hydrogel.

Hydrogel bắt chước độ cứng của mô van tim tốt hơn môi trường đĩa petri truyền thống. Nó cho phép các nhà khoa học nghiên cứu các tế bào tim trong môi trường gần giống với cơ thể người hơn.

Chúng tôi nhận thấy rằng các tế bào phát triển trên mô hình hydrogel có thể tái tạo sự khác biệt giới tính được thấy trong mô van, cụ thể là tế bào van có nhiễm sắc thể XX có nhiều sẹo hơn so với tế bào có nhiễm sắc thể XY.

Hơn nữa khi chúng ta giảm hoạt động của các gen thoát khỏi trạng thái bất hoạt X, chúng ta có thể giảm sẹo trong các tế bào nhiễm sắc thể XX.

Bước tiếp theo của chúng tôi là sử dụng các mô hình để xác định phương pháp điều trị nào phù hợp nhất với AVS dựa trên giới tính tế bào.

Chúng tôi nhận thấy rằng các tế bào van XX ít nhạy cảm hơn các tế bào XY đối với các loại thuốc nhắm mục tiêu vào các gen thúc đẩy sẹo. Tuy nhiên, các loại thuốc nhắm mục tiêu cụ thể vào các gen thoát khỏi trạng thái bất hoạt nhiễm sắc thể X có tác dụng mạnh hơn đối với các tế bào XX.

Sự chênh lệch giới tính trong bệnh tim mạch đang xảy ra nhiều hơn. Ví dụ, phụ nữ ít có khả năng được kê đơn thuốc tim mạch hơn nam giới bất chấp các khuyến cáo trong hướng dẫn và những người chuyển giới có tỷ lệ đau tim cao hơn.

Công việc của chúng tôi đã tiến thêm một bước nữa để đạt được sự công bằng trong việc phát triển các phương pháp điều trị bệnh tim mạch.

Bằng cách xem xét các nhiễm sắc thể giới tính, nhóm của tôi tin rằng các chiến lược điều trị có thể được tối ưu hóa cho tất cả mọi người, bất kể tế bào giới tính nào.