Đáng chú ý, đây là đột biến gene vô cùng hiếm gặp khi chỉ được ghi nhận ở khoảng 40 trẻ em trên thế giới vốn gây ra chứng động kinh phát triển, suy giảm vận động và nhận thức nghiêm trọng, và trong một số trường hợp có thể dẫn đến tử vong sớm.
Sau 6 năm nghiên cứu, nhóm khoa học thông báo đã phát triển thành công mô hình chuột tái hiện đặc điểm bệnh lý của loại gene trên, giúp thử nghiệm các loại thuốc và xác định liệu pháp di truyền, qua đó mở ra hy vọng cho những trẻ mắc bệnh cũng như gia đình các em. Giáo sư Moran Rubinstein thuộc Trường Thần kinh học Sagol chia sẻ: “Đột biến này rất hiếm nhưng nó lại nằm trong một protein cực kỳ quan trọng với chức năng não bộ”.
Nghiên cứu có sự tham gia của Giáo sư Karen Avraham, Trưởng khoa Y và Khoa học Sức khỏe Gray, cùng các sinh viên và nhà khoa học tại Đại học Columbia với kết quả đã được công bố trên tạp chí khoa học Brain.
Để hiểu rõ bệnh lý, nhóm nghiên cứu đã phát triển mô hình chuột mang đột biến GRIN2D. Ban đầu, những con chuột này đều chết chỉ sau vài tuần tuổi, khiến việc nghiên cứu gặp khó khăn. Để khắc phục, nhóm nghiên cứu sử dụng kỹ thuật biến đổi gene để tạo ra dòng chuột mang đột biến nhưng không có triệu chứng, từ đó lai tạo ra các cá thể mang bệnh và không mang bệnh.
Theo dõi sau đó cho thấy những con chuột mắc bệnh có các triệu chứng tương tự bệnh nhân động kinh, bị rối loạn vận động nghiêm trọng và chỉ sống được vài tuần đến tối đa là 3 tháng. Nhóm nghiên cứu đã theo dõi hành vi và sự phát triển của chuột ở 4 giai đoạn, gồm: sơ sinh (2 tuần), bắt đầu ăn dặm (3 tuần), thiếu nhi (4 tuần) và tiền dậy thì (5 tuần).
Khi phân tích hoạt động thần kinh trong tiểu não – vùng điều khiển vận động - của những con chuột này, nhóm phát hiện ra rằng ở giai đoạn 2 tuần tuổi, hoạt động thần kinh của chuột bắt đầu giảm mạnh, dẫn đến tổn thương mô. Khi chuột lớn thêm, hoạt động trở lại bình thường nhưng liên kết giữa các tế bào thần kinh trở nên sai lệch và cuối cùng dẫn đến thay đổi cấu trúc tế bào thần kinh.
Điện não đồ (EEG) trên chuột bệnh cho thấy có một mẫu sóng đặc trưng tương tự như ở bệnh nhân động kinh. Giáo sư Rubinstein giải thích: “Ở hầu hết các loại động kinh, hoạt động não chỉ bị gián đoạn trong cơn co giật. Những lúc khác thì hoàn toàn bình thường. Tuy nhiên, trong căn bệnh này cả ở người và ở chuột, hoạt động não bị rối loạn liên tục”.
Đặc biệt, nhóm nghiên cứu còn phát triển một số chỉ số riêng biệt để đo lường hoạt động não bộ, qua đó xác định chính xác sự bất thường giống nhau ở cả chuột và người, cho thấy độ chính xác cao của mô hình. Ngoài ra, nhóm nghiên cứu cũng đã thử nghiệm một số loại thuốc trên chuột mang bệnh và đã thu được một số tín hiệu tích cực.
