Xanh methylen và ALS: vì sao kết quả khác nhau giữa các mô hình thực nghiệm

Tìm kiếm xanh methylen và ALS, bạn sẽ thấy hai nhận định có vẻ mâu thuẫn. Một nhận định cho rằng thuốc nhuộm xanh này bảo vệ tế bào thần kinh trong các mô hình ALS. Nhận định còn lại cho rằng nó không có tác dụng ở chuột mắc ALS. Cả hai đều dẫn các bài báo có thật, và cả hai bài báo đều đáng được xem xét nghiêm túc. Mâu thuẫn sẽ biến mất khi bạn nêu rõ nguyên tắc đằng sau mỗi thí nghiệm: mô hình quyết định phạm vi của nhận định.

Kết quả ở giun là nhận định về giun. Kết quả ở ấu trùng cá là nhận định về ấu trùng cá. Không kết quả nào có thể được coi là nhận định về bệnh nhân nếu chưa được củng cố bằng dữ liệu về diễn tiến bệnh ở động vật có vú. Bài viết này đặt hai bài báo được trích dẫn nhiều nhất cạnh nhau để bạn thấy vì sao câu trả lời của chúng khác nhau.

Hai thí nghiệm trong một bảng

Hãy giữ bảng này mở khi đọc. Mọi khác biệt quan trọng giữa hai nghiên cứu đều nằm trong đó.

Đặc điểm di truyền khác nhau, loài khác nhau, đường dùng khác nhau, thời điểm khác nhau và tiêu chí đánh giá khác nhau. Kiểu gen chỉ là một trong năm khác biệt, nên cặp nghiên cứu này không thể chứng minh rằng xanh methylen tác động chọn lọc lên một con đường bệnh lý ALS. Chúng chứng minh một điều hẹp hơn nhưng vẫn hữu ích: tác dụng cải thiện mạnh khi phơi nhiễm trực tiếp từ sớm trong các mô hình đơn giản không chuyển thành lợi ích trong diễn tiến bệnh ở động vật có vú dùng thuốc đường uống kéo dài.

Kết quả tích cực: nghiên cứu ở giun và cá cho thấy điều gì

Nghiên cứu ở giun và cá năm 2012 cho biểu hiện TDP-43 hoặc FUS đột biến của người trong tế bào thần kinh vận động của giun và tiêm mRNA đột biến của người vào phôi cá. Đây là các mô hình độc tính do protein. Chúng tái hiện tác động độc hại của protein đột biến lên vận động và hình dạng tế bào thần kinh trong vài ngày, chứ không phải toàn bộ diễn tiến ALS ở người trưởng thành trong nhiều năm.

Việc xử lý bằng thuốc bắt đầu rất sớm. Giun phát triển trên thạch chứa xanh methylen ngay từ lúc nở. Phôi cá được ngâm trong dung dịch thuốc qua đêm bắt đầu từ 24 giờ sau thụ tinh, và hành vi được kiểm tra khoảng hai ngày sau đó. Không có hàng rào máu não ngăn cách thuốc với tế bào thần kinh theo cách thường thấy ở động vật có vú, và nồng độ thuốc trong huyết tương hay não không được đo.

Trong những điều kiện đó, tác động lớn và nhất quán. Cả 6 và 60 μM đều làm giảm tình trạng liệt tăng theo tuổi ở giun TDP-43 và FUS. Vào ngày thứ 12 của giai đoạn trưởng thành, khoảng 80 phần trăm giun TDP-43 không được xử lý bị liệt, so với khoảng 10 phần trăm ở giun được xử lý từ lúc nở. Một phép thử chức năng synap cũng cho kết quả cùng chiều: giun TDP-43 quá nhạy với aldicarb, một thuốc dùng để thăm dò dẫn truyền thần kinh–cơ, và xanh methylen đưa đáp ứng trở lại gần mức bình thường. Số nhánh tế bào thần kinh vận động bị thoái hóa giảm, với tác động rõ nhất ở 60 μM. Ở cá, khả năng bơi khi được kích thích bằng chạm cải thiện đáng kể, và các sợi trục vận động bị ngắn đã phát triển trở lại gần chiều dài bình thường ở 30 hoặc 60 μM, dù sự phục hồi chỉ là một phần chứ không hoàn toàn.

Dữ liệu về stress oxy hóa phù hợp với cách giải thích dựa trên tác dụng chống oxy hóa. Giun và cá mang đột biến có các chỉ số về dạng oxy phản ứng tăng cao rồi giảm khi được xử lý, và giun bình thường tiếp xúc với xanh methylen sống lâu hơn nhiều so với giun không được xử lý khi chịu một tác nhân gây oxy hóa. Nhưng có hai giới hạn quan trọng. Tổng lượng protein TDP-43 và FUS đột biến không giảm, và nghiên cứu không định lượng trực tiếp các khối kết tụ protein, nên kết quả cho thấy sự cải thiện chức năng mà chưa chứng minh được việc loại bỏ các khối kết tụ. Những ai theo dõi cách các giả thuyết về oxy hóa–khử và ty thể thường được trình bày nên xem cơ chế này là có bằng chứng hỗ trợ nhưng chưa được xác định chắc chắn.

Thời điểm là chi tiết mang lại nhiều thông tin nhất. Khi các tác giả đợi đến ngày thứ 5 của giai đoạn trưởng thành mới bắt đầu xử lý, tỷ lệ liệt ở ngày thứ 12 là khoảng 55 phần trăm, thay vì khoảng 10 phần trăm khi xử lý từ lúc nở. Cùng thuốc, cùng giun, cùng đột biến, nhưng tác động nhỏ hơn nhiều. Phơi nhiễm dự phòng từ sớm đóng góp phần lớn vào lợi ích quan sát được.

Kết quả không có ý nghĩa thống kê: nghiên cứu ở chuột SOD1 cho thấy điều gì

Nghiên cứu ở chuột năm 2011 đặt ra một câu hỏi khó hơn trong một hệ thống chặt chẽ hơn. Chuột SOD1 G93A đồng nền di truyền tiến triển từ run chi sau qua suy giảm dáng đi và mất phản xạ tự lật mình, đến một tiêu chí kết thúc được xác định trước. Việc dùng thuốc bắt đầu trước khi có triệu chứng vào ngày thứ 45 và tiếp tục hằng ngày, với người quan sát chấm điểm tình trạng thần kinh trên thang từ 0 đến 6. Đây là thí nghiệm theo dõi toàn bộ diễn tiến bệnh, nên gần với điều bệnh nhân quan tâm hơn bất kỳ đường cong tỷ lệ liệt nào ở giun.

Các kết quả chính không có ý nghĩa thống kê. Xét trên toàn bộ nhóm, thời điểm khởi phát là 121 ngày ở nhóm đối chứng so với 124 ngày ở nhóm dùng xanh methylen, một khác biệt không có ý nghĩa thống kê. Thời gian sống đến giai đoạn cuối là 167 ngày so với 170 ngày, cũng không có ý nghĩa thống kê. Một vài phân tích phụ nghiêng về phía có lợi cho việc dùng thuốc: ở chuột cái, thời điểm khởi phát chậm hơn khoảng 7 ngày, và động vật được dùng thuốc trải qua thời gian dài hơn đôi chút ở các giai đoạn nhẹ và ngắn hơn ở các giai đoạn nặng. Với các phân nhóm theo giới tính nhỏ và nhiều phép so sánh giữa các giai đoạn, những phân tích này nên được xem là cơ sở hình thành giả thuyết hơn là bằng chứng khẳng định. Nghiên cứu không đếm tế bào thần kinh, không thực hiện phép thử kết tụ SOD1 và không đo các dấu ấn oxy hóa hay viêm, nên cũng không thể cho biết thuốc đã đến được đích tác động nhưng không có hiệu quả, hay đơn giản là chưa tác động được vào các đích đó ở liều này. Chỉ một liều được thử nghiệm.

Chính các tác giả đã nêu giới hạn căn bản nhất, áp dụng theo cả hai chiều. Mô hình SOD1 G93A có số bản sao cao mô phỏng tốt bệnh do độc tính SOD1, nhưng bệnh liên quan đến SOD1 chỉ chiếm một phần nhỏ trong ALS có tính gia đình và có cơ chế sinh học khác với phần lớn các trường hợp bệnh không có tính gia đình. Họ đề xuất thử nghiệm lại các chất ứng viên trong mô hình động vật có vú dựa trên TDP-43. Đề xuất đó từ đó trở nên phức tạp hơn, vì các tác giả nghiên cứu ở giun và cá lưu ý rằng một nghiên cứu riêng về xanh methylen trên chuột TDP-43 cũng không cải thiện các kết quả vận động. Vì vậy, một hợp chất có thể cho tác động mạnh trong một hệ thống TDP-43 nhưng không có tác động trong một hệ thống TDP-43 khác. Hệ thống quan trọng không kém gen.

Vì sao cải thiện ở giun hoặc cá không thể xác lập lợi ích ở bệnh nhân

Hãy xem mỗi mô hình là câu trả lời cho một câu hỏi khác nhau.

Thứ nhất, đặc điểm sinh học khác nhau. TDP-43 và FUS là các protein gắn với axit nucleic, có những tương tác di truyền chung trong các hệ thống đơn giản này, trong khi độc tính SOD1 diễn ra qua những cơ chế trực tiếp khác biệt một phần. Một thuốc làm giảm một dạng stress do độc tính protein không nhất thiết làm giảm dạng còn lại, và thành công khi chống lại sự biểu hiện quá mức ở phôi không nhất thiết dự báo thành công khi chống lại thoái hóa thần kinh tiến triển chậm ở cá thể trưởng thành, đi kèm viêm, sự tham gia của tế bào thần kinh đệm và suy giảm toàn thân.

Thứ hai, phơi nhiễm khác nhau. Phơi nhiễm liên tục qua môi trường nuôi ở nồng độ micromol không phải là dùng thuốc đường uống. Hấp thu qua ruột, chuyển hóa lần đầu, gắn với protein huyết tương, thấm vào não và thải trừ đều nằm giữa một liều được nuốt vào và một tế bào thần kinh vận động ở tủy sống. Không nghiên cứu nào đo nồng độ thuốc trong hệ thần kinh, nên không nghiên cứu nào có thể đối chiếu mức nồng độ của mình với nghiên cứu còn lại.

Thứ ba, thời điểm khác nhau. Lợi ích ở giun và cá phụ thuộc nhiều vào việc xử lý trước khi tổn thương bệnh lý tích lũy. Việc dùng thuốc ở chuột cũng bắt đầu trước khi có triệu chứng, đây là một điểm mạnh, nhưng điều trị ở người gần như luôn bắt đầu sau khi triệu chứng xuất hiện, tức là còn muộn hơn nữa. Một tín hiệu dự phòng trong phép thử trên phôi kéo dài hai ngày là điểm khởi đầu cho nghiên cứu, không phải mô hình sử dụng lâm sàng.

Thứ tư, tiêu chí đánh giá khác nhau. Tình trạng liệt ở 12 ngày, độ nhạy với aldicarb, chiều dài sợi trục tính bằng micromet và quãng đường bơi là các kiểu hình phản ánh tác động trực tiếp. Thời điểm khởi phát và thời gian sống ở động vật có vú tích hợp mọi quá trình bù trừ và gây phức tạp trong cơ thể. Thuốc thường làm thay đổi các chỉ số trực tiếp mà không làm thay đổi thời gian sống, đó là lý do cần các tiêu chí thời gian đến biến cố ở động vật có vú.

Độc giả muốn có một danh sách kiểm tra cho tiêu đề tin tức tiếp theo có thể tham khảo cách đọc nghiên cứu tiền lâm sàng: hỏi về loài, gen chuyển, liều và đường dùng, nồng độ thuốc có được đo hay không, thời điểm bắt đầu dùng thuốc so với sự xuất hiện tổn thương bệnh lý, tiêu chí đánh giá là kiểu hình ngắn hạn hay diễn tiến bệnh, và tác động có được tái lập ở một phòng thí nghiệm thứ hai hay không. Nguồn bằng chứng rộng hơn ở người về xanh methylen vẫn là nơi cần kiểm tra xem có tín hiệu ban đầu nào trong số này đã phát triển thành dữ liệu lâm sàng hay chưa.

Điều này có ý nghĩa gì với bệnh nhân và gia đình

Không thể rút ra một phác đồ xanh methylen đã được xác lập cho ALS từ những bài báo này. Nghiên cứu có kết quả tích cực hỗ trợ việc tiếp tục nghiên cứu các cơ chế oxy hóa và synap trong sinh học TDP-43 và FUS. Nghiên cứu không ghi nhận kết quả có ý nghĩa thống kê không ủng hộ kỳ vọng làm thay đổi diễn tiến bệnh bằng cách dùng thuốc đường uống kéo dài ở mức phơi nhiễm này trong bệnh thuộc loại SOD1. Khi đặt cạnh nhau, chúng cho thấy sự không nhất quán giữa các mô hình, chứ không đưa ra khuyến nghị điều trị.

An toàn cần được xem xét tỉnh táo như hiệu quả. Các nghiên cứu ALS ở chuột không cho biết gì về liều dùng an toàn ở người, và xanh methylen có những nguy cơ thực sự: tan máu ở người thiếu G6PD và độc tính serotonin khi phối hợp với thuốc tác động lên serotonin. Nghi ngờ thiếu G6PD, việc đang dùng thuốc chống trầm cảm và mọi thay đổi thuốc dự kiến đều cần được trao đổi với bác sĩ, cũng như việc xem xét dữ liệu an toàn chung về xanh methylen trước khi bất kỳ ai hành động dựa trên những tiêu đề tin tức về kết quả trong phòng thí nghiệm.

Kết luận có thể gói trong một câu. Xanh methylen tạo ra sự cải thiện mạnh khi phơi nhiễm từ sớm đối với các kiểu hình ở giun và ấu trùng cá TDP-43 và FUS, nhưng về cơ bản không mang lại lợi ích về thời điểm khởi phát hay thời gian sống trong nghiên cứu dùng đường uống kéo dài ở chuột SOD1; vì vậy, cách diễn giải trung thực là bằng chứng phụ thuộc vào mô hình và không ủng hộ việc sử dụng ở bệnh nhân.