Và nay họ đã tiến gần hơn đến mục đích ấy khi vừa phát hiện ra một phân tử chỉ dấu suy tim mới tại một vị trí ít ai ngờ tới trong tế bào – ty thể. Cơ quan được mệnh danh “nhà máy sản xuất năng lượng của cơ thể” lại cũng chính là cơ quan có thể kích hoạt cơ chế tự hủy của tế bào.

Nghiên cứu này là công trình đầu tiên phát hiện ra vai trò của một phân tử enzyme có tên gọi GRK2 (G protein-coupled receptor kinase 2) trong ty thể. Người đứng đầu nhóm tác giả là GS. Walter J. Koch, trưởng khoa dược lý và cũng là Giám đốc Trung tâm Y học tịnh tiến tại TUSM.

"Chúng tôi biết rằng GRK2 có thể tham gia vào cơ chế bệnh sinh của một số hội chứng tim mạch như suy tim mạn tính, và rằng sự gia tăng hoạt tính của enzym này sẽ gây ra hiện tượng tự hủy diệt của các tế bào tim. Tuy nhiên cơ chế của nó chưa thực sự rõ ràng”, GS. Koch cho biết. Ngoài ra, nguyên nhân tại sao nồng độ của GRK2 gia tăng đột biến tại tim của những bệnh nhân suy tim vẫn chưa được tìm hiểu và khám phá một cách đầy đủ.

Thông thường, GRK2 được bài tiết gần màng plasma của tế bào cơ tim với vai trò ức chế một số tín hiệu từ mạch máu đến cơ tim.Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu thuộc đại học Temple đã phát hiện ra sự di chuyển của nó đến ty thể trong các trường hợp thiếu máu cục bộ và oxy hóa do stress tại tim. Hai quá trình trên có cùng cơ chế khi xảy ra hiện tượng đột ngột ngừng vận chuyển máu giàu oxy tới các tế bào cơ tim, gây ra những phản ứng kích hoạt cơ chế tự hủy của các tế bào này. Nếu không được ngăn chặn, dần dần toàn bộ tế bào cơ tim tại một khu vực nào đó chịu ảnh hưởng sẽ bị hủy theo cơ chế này, làm suy giảm khả năng hoạt động bình thường của tim.

Nhóm nghiên cứu của GS. Koch đã khám phá ra hiện tượng di chuyển bất thường của GRK2 từ màng tế bào vào bên trong ty thể của các tế bào tim bị tổn thương do tình trạng thiếu máu cục bộ. Hiện tượng này do một yếu tố có tên heat-shock protein 90 (Hsp90) gây ra. Bằng cách ngăn chặn sự gắn kết giữa phân tử Hsp90 với GRK2, các nhà khoa học đã có thể ngăn không cho enzyme này di chuyển vào bên trong ty thể.

Họ cũng đạt được kết quả tương tự khi gây biến đổi một cấu trúc có tên gọi Ser670 trong trình tự chuỗi amino acid của GRK2. Khi Ser670 được hoạt hóa bởi các tín hiệu hóa học, Hsp90 sẽ chuyển sang trạng thái tích cực và gắn vào GRK2 để vận chuyển nó vào bên trong ty thể. Nếu gây biến đổi Ser670 sẽ dẫn đến kết quả cuối cùng là làm giảm các tín hiệu kích hoạt cơ chế tự hủy ở các tế bào cơ tim bị ảnh hưởng. Toàn bộ công trình trên được đăng tải trên số ngày 12/4/2013 của Tạp chí khoa học Circulation Research.

GS. Koch cho biết phát hiện trên có nhiều khả năng được ứng dụng vào thực tế lâm sàng để điều trị cho bệnh nhân, bằng cách phát triển những phương pháp ức chế hoạt động của enzyme GRK2 và khả năng gắn kết của nó với ty thể.

"Chúng ta sẽ có những cơ hội lớn để phát triển các loại thuốc chữa trị suy tim và cải thiện đáng kể triệu chứng của những bệnh này", GS. Koch cho biết. Tuy vẫn còn cần thêm thời gian để nghiên cứu song những đặc tính dược lý học để ức chế GRK2 đã được khám phá. "Chúng tôi đang phát triển một liệu pháp điều trị gen gọi là ßARKct, vốn là một chất ức chế GRK2, và đang thu được nhiều tín hiệu khả quan hứa hẹn sẽ đủ điều kiện để thử nghiệm trên lâm sàng".

GS. Koch và các cộng sự đã thực hiện đến bước thử nghiệm ßARKct trên động vật, và kết quả cho thấy nó có khả năng ức chế GRK2 ở các tế bào tim bị tổn thương qua đó ngăn chặn quá trình tự hủy của các tế bào này. Ngoài ra trong một nghiên cứu khác, ßARKct có thể ức chế quá trình vận chuyển enzyme tới ty thể sau khi bệnh nhân trải qua hiện tượng thiếu máu cục bộ, tức gián tiếp ngăn ngừa tiến triển của bệnh suy tim.

Vẫn còn nhiều điều chưa biết rõ về vai trò của GRK2, theo GS. Koch "Chúng ta vẫn cần tìm hiểu cụ thể những gì GRK2 sẽ làm khi xuất hiện trong ty thể của tế bào, những yếu tố nội bào nào enzyme này sẽ tác động và làm thế nào để ngăn chặn chúng". Mặc dù vậy, nhóm tác giả khẳng định khá chắc chắn rằng GRK2 sẽ là một đích tác dụng rất tiềm năng để điều trị các bệnh lý tim mạch trong tương lai.