Các nhà nghiên cứu tại Kyoto, Nhật Bản đang phát triển một loại thuốc có khả năng điều biến trục ruột – não, từ đó cải thiện chức năng nhận thức của não.

Trong nhiều năm, các bác sĩ và chuyên gia sức khỏe tâm thần đã ghi nhận mối liên hệ giữa chế độ ăn uống mất cân bằng – đặc biệt là tiêu thụ nhiều thịt chế biến sẵn và thực phẩm giàu chất béo – với tình trạng trầm cảm và ý định tự sát. Tuy nhiên, những hiểu biết này vẫn chưa đem lại liệu pháp điều trị trầm cảm mới.

Gần đây, các nhà nghiên cứu tại Kyoto University, do Kousaku Ohinata dẫn đầu, đã phát hiện một peptide mới, có nguồn gốc từ các loại thực phẩm thông thường, có thể điều biến dây thần kinh phế vị thông qua các thụ thể nằm ở ruột, từ đó ảnh hưởng đến hoạt động của não.

Ohinata cho biết, phát hiện này làm nổi bật vai trò quan trọng của trục ruột – não trong sức khỏe tâm thần, đồng thời mở ra các hướng điều trị thay thế cho những người mắc trầm cảm. Ông và cộng sự kỳ vọng rằng tác dụng cải thiện nhận thức của peptide này có thể được mở rộng để hỗ trợ điều trị nhiều loại bệnh tâm thần khác nhau.

Từ ruột…

Ohinata và cộng sự đã hợp tác với Viage Therapeutics (có trụ sở tại Kyoto) để nghiên cứu các peptide có nguồn gốc từ thức ăn nhằm điều trị nhiều bệnh tâm thần khác nhau, bao gồm sa sút trí tuệ và trầm cảm.

Ohinata cho biết: “Những peptide được tạo ra từ quá trình tiêu hóa bằng enzyme có thể gây ra các tác dụng sinh lý khác nhau, bao gồm chống trầm cảm và cải thiện nhận thức Những peptide này đến từ protein thực phẩm, có trong các sản phẩm như sữa, đậu nành, gạo và lúa mì.”

Đây cũng chính là cách nhóm nghiên cứu phát hiện ra DGX-001, một peptide có khả năng vừa tác động lên các thụ thể tại ruột, vừa điều hòa hoạt động của dây thần kinh phế vị.

“Các peptide có kích thước trung bình có thể tác động lên các thụ thể nằm trên bề mặt ruột, và tín hiệu này được truyền từ ruột lên não thông qua con đường nội tiết hoặc thần kinh. DGX-001 nhắm vào thụ thể AVPR1a tại ruột, từ đó có thể cải thiện tình trạng trầm cảm.”

Thụ thể arginine vasopressin receptor 1A (AVPR1a) có liên quan đến quá trình điều biến hành vi xã hội ở các mô hình động vật và kiểm soát stress; ở người, đây là một đích tác dụng dược lý trong điều trị lo âu và các rối loạn cảm xúc. Ohinata và cộng sự đã nhận thấy rằng việc điều biến thần kinh nhắm vào thụ thể này có thể mang lại tác dụng điều trị khác.

"Trong nghiên cứu lâm sàng pha I [NCT05121831], DGX-001 cho thấy cả tác dụng cải thiện nhận thức và chống trầm cảm. Các kết quả này bao gồm: sự cải thiện chất lượng giấc ngủ và điều hòa hoạt động vỏ não. Dữ liệu ban đầu cho thấy thuốc an toàn, có hiệu lực khi dùng đường uống và dễ sử dụng.”

Đến não…

Sau những kết quả đầy hứa hẹn ở thử nghiệm pha I, Ohinata và các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng sự hoạt hóa thụ thể AVPR1a bởi DGX-001 là yếu tố then chốt tạo nên các tác dụng trên thần kinh của chất, tuy nhiên cơ chế tác dụng vẫn chưa được làm rõ.

“Giả thuyết cho rằng, phân tử [DGX-001] tác động lên thụ thể AVPR1a. Sau khi thụ thể này được hoạt hóa, sẽ xảy ra quá trình truyền tín hiệu từ ruột qua dây thần kinh phế vị lên não, từ đó gây nên tác dụng chống trầm cảm. Khi các mô hình chuột được dùng DGX-001 bị cắt dây thần kinh phế vị, tác dụng này đã biến mất.”

Ohinata giải thích thêm: “Trong các mô hình bệnh Alzheimer và Parkinson, điện não đồ thay đổi với sự gia tăng công suất sóng theta và giảm công suất sóng alpha. So với nhóm chứng khỏe mạnh, nhóm dùng DGX-001 trong 7 ngày cho thấy sự giảm công suất sóng theta theo liều, đồng thời ghi nhận sự gia tăng đáng kể công suất sóng alpha.”

Sự gia tăng sóng theta khi nghỉ có thể làm chức năng nhận thức giảm, trong khi sự gia tăng sóng alpha liên quan đến sự tăng chức năng nhận thức và các hoạt động khác như hồi tưởng trí nhớ và điều hòa cảm xúc. Khả năng của DGX-001, trong việc làm giảm sóng theta và tăng sóng alpha, cho thấy tác động rộng của nó lên hệ thống thần kinh.

Ohinata kết luận: “Tác dụng của DGX-001 vượt trội so với donepezil, một thuốc đã được FDA phê duyệt [trong điều trị sa sút trí tuệ.]”

Quan sát này đã khiến nhóm nghiên cứu suy nghĩ đến các trường hợp khác mà việc cải thiện nhận thức có thể mang lại lợi ích điều trị. Một nghiên cứu năm 2023 do Viage Therapeutics thực hiện đã cho thấy các kết quả đầy hứa hẹn trong điều trị sa sút trí tuệ ở bệnh nhân Alzheimer và Parkinson.

Bắt đầu tại bữa ăn

Ohinata nhấn mạnh rằng những kết quả khả quan về DGX-001 không chỉ đơn thuần liên quan đến thuốc, mà còn cho thấy tác động của chế độ ăn hàng ngày lên não bộ và sức khỏe tâm thần.

“Chúng tôi đặt ra giả thuyết rằng, việc cải thiện môi trường ngoại vi có thể góp phần cải thiện chức năng não. Ví dự như, đái tháo đường là một yếu tố nguy cơ của sa sút trí tuệ và chế độ ăn nhiều chất béo làm suy giảm chức năng nhận thức.”

Ngoài trầm cảm và sa sút trí tuệ, Viage kỳ vọng rằng peptide có nguồn gốc từ thực phẩm này còn mang lại hiệu quả trong điều trị tâm thần phân liệt, một rối loạn tâm thần gây gánh nặng bệnh tật lớn.

Nghiên cứu của Ohinata và các đồng nghiệp tại Kyoto University đã mở ra một phương thức mới để khám phá các thuốc có nguồn gốc từ những thực phẩm quen thuộc hằng ngày. Đồng thời, công trình này cũng đưa trục ruột – não từ phạm vi lý thuyết bước vào thực tiễn.

Mặc dù kết quả pha I rất hứa hẹn, cả bệnh nhân và các nhà nghiên cứu vẫn cần chờ thêm thông tin cập nhật từ các thử nghiệm lâm sàng tiếp theo. Nhóm nghiên cứu kỳ vọng rằng hệ thống thông tin khám phá thuốc đã được xây dựng bài bản của họ sẽ giúp các peptide điều trị khác có nguồn gốc từ thực phẩm sớm được phát triển trong tương lai gần.

“Chúng tôi tin rằng việc xác định thụ thể đích và xây dựng hệ thống thông tin khám phá thuốc là hướng đi đầy hứa hẹn trong tương lai. Số lượng [tổ hợp amino acid của] các peptide tiềm năng vô cùng lớn. Tận dụng thu viện thông tin này, chúng tôi có thể phát hiện các peptide mới, các phân tử có hoạt tính sinh học mới và cơ chế tác dụng của chúng.”

Nguồn: You are what you eat: Using a food-derived peptide to treat depression