Nghiên cứu cho thấy bệnh tiểu đường trong thai kỳ ảnh hưởng như thế nào đến trái tim của bé
5 phút đọc
/
Dinh dưỡng, sức khỏe và sống khỏe
Béo phì
Ngày 4 tháng 1 năm 2018
Các nhà nghiên cứu tại Eli and Edythe Broad Center of Regenerative Medicine and Stem Cell Research tại UCLA đã phát hiện mức độ glucose cao - dù do bệnh tiểu đường hoặc do các yếu tố khác – ngăn cản các tế bào tim phát triển bình thường. Phát hiện của họ giúp giải thích lý do tại sao trẻ con của mẹ bị tiểu đường có nhiều khả năng mắc bệnh tim bẩm sinh hơn.
Nghiên cứu được dẫn đầu bởi Atsushi "Austin" Nakano, một Phó giáo sư về Sinh học phân tử, tế bào và phát triển của UCLA và là thành viên của Broad Stem Cell Research Center, đã được công bố trên tạp chí eLife.
Các nhà nghiên cứu nhận thấy khi các tế bào tim đang phát triển tiếp xúc với lượng glucose cao, chúng sẽ tạo ra nhiều khối DNA hơn bình thường, dẫn đến việc các tế bào tiếp tục sinh sản hơn là trưởng thành.
"Lượng đường trong máu cao không chỉ gây hại cho người lớn, chúng còn không lành mạnh cho việc phát triển bào thai", Nakano nói. "Hiểu được cơ chế mà lượng đường trong máu cao gây ra bệnh ở thai nhi có thể dẫn đến liệu pháp mới."
Mặc dù di truyền đóng một vai trò lớn trong sự phát triển của bệnh tim bẩm sinh, yếu tố nguy cơ phi di truyền hàng đầu đối với bệnh này là mẹ mắc bệnh tiểu đường trong thai kỳ. Em bé sinh ra từ những bà mẹ có lượng đường trong máu cao trong thai kỳ có nguy cơ bị rối loạn cao gấp 2-5 lần so với các trẻ sơ sinh khác. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu chưa bao giờ có thể xác định hiệu quả chính xác của glucose đối với thai nhi đang phát triển.
Nakano và các cộng sự đã sử dụng tế bào gốc phôi người để phát triển tế bào cơ tim trong phòng thí nghiệm và sau đó cho tiếp xúc với các mức glucose khác nhau. Các tế bào được tiếp xúc với một lượng nhỏ glucose trưởng thành bình thường. Nhưng các tế bào cơ tim bị trộn lẫn với hàm lượng glucose cao đã trưởng thành muộn hoặc không thể trưởng thành hoàn toàn, và thay vào đó tạo ra nhiều tế bào chưa trưởng thành hơn.
Các nhà nghiên cứu phát hiện rằng, khi tiếp xúc với lượng đường dư thừa, các tế bào cơ tim đã kích hoạt quá mức chu trình pentose phosphat - một chu trình tế bào, tạo ra nucleotide, các khối xây dựng của DNA. Trong các tế bào có hàm lượng glucose cao, con đường pentose phosphat tạo ra nhiều nucleotide hơn bình thường. Các nhà khoa học đã chỉ ra rằng sự dư thừa của các khối xây dựng ngăn cản các tế bào trưởng thành.
Nakano nói: "Dinh dưỡng nhiều hơn thường được cho là tốt hơn cho các tế bào, nhưng ở đây chúng ta thấy điều ngược lại, bằng cách làm cạn kiệt glucose vào đúng thời điểm trong quá trình phát triển, chúng ta có thể hạn chế sự gia tăng của các tế bào, giúp chúng trưởng thành và làm cho cơ tim mạnh hơn."
Nhóm của Nakano đã quan sát thấy điều tương tự khi làm NC với những con chuột mang thai bị bệnh tiểu đường: Các tế bào tim của bào thai phân chia nhanh nhưng trưởng thành chậm.
Nakano cho biết phát hiện này có thể dẫn đến các phương pháp tốt hơn trong việc tạo ra tế bào cơ tim từ tế bào gốc. Ngày nay, hầu hết các giao thức tạo tế bào cơ tim trong phòng thí nghiệm đều tạo ra các tế bào chưa trưởng thành, nhưng nhắm vào con đường pentose phosphat có thể giúp tạo ra nhiều tế bào trưởng thành hơn để tái tạo tế bào tim hoặc cho mục đích nghiên cứu.
Bệnh tim bẩm sinh ảnh hưởng đến gần 1 trong 100 trẻ em sinh ra ở Hoa Kỳ, làm cho nó trở thành khuyết tật bẩm sinh phổ biến nhất. Mức độ nghiêm trọng của các triệu chứng mà nó gây ra khác nhau, từ một cơ tim yếu nhẹ và không có triệu chứng đến các dị dạng tim nặng cần phẫu thuật.
Con đường pentose photphat như là một mục tiêu cho sự trưởng thành của tim được bảo đảm bởi một ứng dụng bằng sáng chế tạm thời được đệ trình bởi Nhóm Phát triển Công nghệ UCLA thay mặt cho Đại học California Regents, với Austin Nakano và Haruko Nakano, một nhà nghiên cứu trợ lý của UCLA.
Nghiên cứu được tài trợ bởi Oppenheimer Foundation, the National Institutes of Health, the National Center for Research Resources và the Chinese Scholarship Council of Chemistry and Chemical Engineering, cũng như được tài trợ bởi the Center for Duchenne Muscular Dystrophy at UCLA và the Broad Stem Cell Research Center.
Links: https://www.nestlenutrition-institute.org/news/article/2018/01/04/research-reveals-how-diabetes-in-pregnancy-affects-babys-heart
Glucose inhibits cardiac muscle maturation through nucleotide biosynthesis
Haruko Nakano Itsunari Minami Daniel Braas Herman Pappoe Xiuju Wu Addelynn Sagadevan Laurent Vergnes Kai Fu Marco Morselli Christopher Dunham Xueqin Ding Adam Z Stieg James K Gimzewski Matteo Pellegrini Peter M Clark Karen Reue Aldons J Lusis Bernard Ribalet Siavash K Kurdistani Heather Christofk Norio Nakatsuji Atsushi Nakano
eLife
Các nhà nghiên cứu tại Eli and Edythe Broad Center of Regenerative Medicine and Stem Cell Research tại UCLA đã phát hiện mức độ glucose cao - dù do bệnh tiểu đường hoặc do các yếu tố khác – ngăn cản các tế bào tim phát triển bình thường. Phát hiện của họ giúp giải thích lý do tại sao trẻ con của mẹ bị tiểu đường có nhiều khả năng mắc bệnh tim bẩm sinh hơn.
Nghiên cứu được dẫn đầu bởi Atsushi "Austin" Nakano, một Phó giáo sư về Sinh học phân tử, tế bào và phát triển của UCLA và là thành viên của Broad Stem Cell Research Center, đã được công bố trên tạp chí eLife.
Các nhà nghiên cứu nhận thấy khi các tế bào tim đang phát triển tiếp xúc với lượng glucose cao, chúng sẽ tạo ra nhiều khối DNA hơn bình thường, dẫn đến việc các tế bào tiếp tục sinh sản hơn là trưởng thành.
"Lượng đường trong máu cao không chỉ gây hại cho người lớn, chúng còn không lành mạnh cho việc phát triển bào thai", Nakano nói. "Hiểu được cơ chế mà lượng đường trong máu cao gây ra bệnh ở thai nhi có thể dẫn đến liệu pháp mới."
Mặc dù di truyền đóng một vai trò lớn trong sự phát triển của bệnh tim bẩm sinh, yếu tố nguy cơ phi di truyền hàng đầu đối với bệnh này là mẹ mắc bệnh tiểu đường trong thai kỳ. Em bé sinh ra từ những bà mẹ có lượng đường trong máu cao trong thai kỳ có nguy cơ bị rối loạn cao gấp 2-5 lần so với các trẻ sơ sinh khác. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu chưa bao giờ có thể xác định hiệu quả chính xác của glucose đối với thai nhi đang phát triển.
Nakano và các cộng sự đã sử dụng tế bào gốc phôi người để phát triển tế bào cơ tim trong phòng thí nghiệm và sau đó cho tiếp xúc với các mức glucose khác nhau. Các tế bào được tiếp xúc với một lượng nhỏ glucose trưởng thành bình thường. Nhưng các tế bào cơ tim bị trộn lẫn với hàm lượng glucose cao đã trưởng thành muộn hoặc không thể trưởng thành hoàn toàn, và thay vào đó tạo ra nhiều tế bào chưa trưởng thành hơn.
Các nhà nghiên cứu phát hiện rằng, khi tiếp xúc với lượng đường dư thừa, các tế bào cơ tim đã kích hoạt quá mức chu trình pentose phosphat - một chu trình tế bào, tạo ra nucleotide, các khối xây dựng của DNA. Trong các tế bào có hàm lượng glucose cao, con đường pentose phosphat tạo ra nhiều nucleotide hơn bình thường. Các nhà khoa học đã chỉ ra rằng sự dư thừa của các khối xây dựng ngăn cản các tế bào trưởng thành.
Nakano nói: "Dinh dưỡng nhiều hơn thường được cho là tốt hơn cho các tế bào, nhưng ở đây chúng ta thấy điều ngược lại, bằng cách làm cạn kiệt glucose vào đúng thời điểm trong quá trình phát triển, chúng ta có thể hạn chế sự gia tăng của các tế bào, giúp chúng trưởng thành và làm cho cơ tim mạnh hơn."
Nhóm của Nakano đã quan sát thấy điều tương tự khi làm NC với những con chuột mang thai bị bệnh tiểu đường: Các tế bào tim của bào thai phân chia nhanh nhưng trưởng thành chậm.
Nakano cho biết phát hiện này có thể dẫn đến các phương pháp tốt hơn trong việc tạo ra tế bào cơ tim từ tế bào gốc. Ngày nay, hầu hết các giao thức tạo tế bào cơ tim trong phòng thí nghiệm đều tạo ra các tế bào chưa trưởng thành, nhưng nhắm vào con đường pentose phosphat có thể giúp tạo ra nhiều tế bào trưởng thành hơn để tái tạo tế bào tim hoặc cho mục đích nghiên cứu.
Bệnh tim bẩm sinh ảnh hưởng đến gần 1 trong 100 trẻ em sinh ra ở Hoa Kỳ, làm cho nó trở thành khuyết tật bẩm sinh phổ biến nhất. Mức độ nghiêm trọng của các triệu chứng mà nó gây ra khác nhau, từ một cơ tim yếu nhẹ và không có triệu chứng đến các dị dạng tim nặng cần phẫu thuật.
Con đường pentose photphat như là một mục tiêu cho sự trưởng thành của tim được bảo đảm bởi một ứng dụng bằng sáng chế tạm thời được đệ trình bởi Nhóm Phát triển Công nghệ UCLA thay mặt cho Đại học California Regents, với Austin Nakano và Haruko Nakano, một nhà nghiên cứu trợ lý của UCLA.
Nghiên cứu được tài trợ bởi Oppenheimer Foundation, the National Institutes of Health, the National Center for Research Resources và the Chinese Scholarship Council of Chemistry and Chemical Engineering, cũng như được tài trợ bởi the Center for Duchenne Muscular Dystrophy at UCLA và the Broad Stem Cell Research Center.
Links: https://www.nestlenutrition-institute.org/news/article/2018/01/04/research-reveals-how-diabetes-in-pregnancy-affects-babys-heart
Glucose inhibits cardiac muscle maturation through nucleotide biosynthesis
Haruko Nakano Itsunari Minami Daniel Braas Herman Pappoe Xiuju Wu Addelynn Sagadevan Laurent Vergnes Kai Fu Marco Morselli Christopher Dunham Xueqin Ding Adam Z Stieg James K Gimzewski Matteo Pellegrini Peter M Clark Karen Reue Aldons J Lusis Bernard Ribalet Siavash K Kurdistani Heather Christofk Norio Nakatsuji Atsushi Nakano
eLife
