Zebrafish: Mô hình tiên phong trong nghiên cứu độc tính cadmium và hướng điều trị mới

Xén Tóc Xanh

25-04-2025

The fish, indeed, grow very fast. If there isn’t enough feed, the two birds will bring back any suitable grass and veggies. Occasionally there might be crickets and worms, giving the fish some much-needed protein. In no time, the fish multiplied several times.

Trích “Joint Venture”; Wild Wise Weird (2024)

Cadmium (Cd), một kim loại nặng độc hại và khó phân hủy, đang trở thành mối đe dọa nghiêm trọng đối với sức khỏe con người và môi trường do sự hiện diện rộng rãi trong thực phẩm, nước và không khí [1]. Ngay cả ở nồng độ thấp, cadmium cũng có khả năng tích tụ trong các cơ quan trọng yếu, gây ra stress oxy hóa, viêm, độc tính thần kinh (neurotoxicity) và tổn thương chức năng sinh sản. Những tiến bộ gần đây đã làm nổi bật cá ngựa vằn (zebrafish – Danio rerio) như một mô hình sinh vật hiệu quả để làm sáng tỏ các cơ chế sinh học của độc tính cadmium và khám phá các hướng can thiệp điều trị tiềm năng [2].

Nhờ có sự tương đồng về di truyền và sinh lý với con người, cá ngựa vằn đã chứng minh giá trị to lớn trong các nghiên cứu độc chất học. Các nghiên cứu cho thấy cadmium tích tụ trong các cơ quan quan trọng như não, tim, mắt và tuyến sinh dục, không chỉ gây tổn thương sinh lý tức thời mà còn dẫn đến các biến đổi biểu sinh (epigenetic modifications) lâu dài có thể di truyền qua nhiều thế hệ [3,4]. Các con đường chính bị ảnh hưởng bao gồm con đường tín hiệu Wnt/β-catenin và trục ruột – não (gut-brain axis), cả hai đều đóng vai trò trung tâm trong việc trung gian hóa quá trình viêm thần kinh và suy giảm hành vi do cadmium gây ra [5].

Ngoài ra, việc tiếp xúc với cadmium còn làm suy giảm chức năng tim mạch và khả năng thị giác ở cá ngựa vằn, phản ánh những nguy cơ tương tự được ghi nhận ở người tiếp xúc với cadmium từ môi trường. Những phát hiện này nhấn mạnh sự cần thiết phải quan tâm đến cả tác động cấp tính và mạn tính, đặc biệt liên quan đến các nguy cơ sức khỏe xuyên thế hệ [2].

Trước những thách thức này, nhiều chiến lược điều trị đang được nghiên cứu. Việc bổ sung lợi khuẩn (probiotics), kẽm, selen, các chất chống oxy hóa và các liệu pháp gen đã cho thấy tiềm năng trong việc giảm thiểu độc tính cadmium thông qua việc tăng cường các con đường giải độc, giảm stress oxy hóa và phục hồi chức năng tế bào. Mô hình cá ngựa vằn tạo điều kiện thuận lợi cho việc sàng lọc nhanh chóng, tiết kiệm chi phí các biện pháp can thiệp này, mở ra những hướng đi đầy hứa hẹn cho ứng dụng sức khỏe con người [6].

Tổng thể, các nghiên cứu củng cố mối liên kết sâu sắc giữa ô nhiễm môi trường và phúc lợi con người [7,8]. Khi phát thải công nghiệp và các yếu tố liên quan đến khí hậu làm gia tăng sự phân bố cadmium, các biện pháp chủ động là cực kỳ cần thiết. Dù các liệu pháp mới mang đến hy vọng, ưu tiên ngăn ngừa ô nhiễm và giảm thiểu phơi nhiễm cadmium từ nguồn vẫn là chiến lược bền vững và khả thi về kinh tế nhất để bảo vệ hệ sinh thái và sức khỏe cộng đồng.

Tài liệu tham khảo

[1] Genchi G, et al. (2020).. The effects of cadmium toxicity. International Journal of Environmental Research and Public Health, 17, 3782. https://doi.org/10.3390/ijerph17113782 

[2] Okutsu J, et al. (2025). Swimming into view: Zebrafish uncover targets, mechanisms, and therapies for Cadmium toxicity. Current Environmental Health Reports, 12, 20. https://doi.org/10.1007/s40572-025-00471-0 

[3] Xu Y, et al. (2022). Wnt/β-catenin signaling pathway Is strongly implicated in cadmium-induced developmental neurotoxicity and neuroinflammation: Clues from zebrafish neurobehavior and in vivo neuroimaging. International Journal of Molecular Sciences, 23, 11434. https://doi.org/10.3390/ijms231911434 

[4] Liang X, et al. (2023). Selenium supplementation enhanced the expression of selenoproteins in hippocampus and played a neuroprotective role in LPS-induced neuroinflammation. International Journal of Biological Macromolecules, 234, 123740-123740. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.123740

[5] Xu Y, et al. (2023). Disturbance of gut microbiota aggravates cadmium-induced neurotoxicity in zebrafish larvae through V-ATPase. Science of The Total Environment, 891, 164074. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.164074 

[6] Vuong QH, Nguyen MH. (2024). Better Economics for the Earth: A Lesson from Quantum and Information Theories. https://www.amazon.com/dp/B0D98L5K44 

[7] Ho MT, Vuong QH. (2025). Five premises to understand human–computer interactions as AI is changing the world. AI & Society, 40, 1161-1162. https://doi.org/10.1007/s00146-024-01913-3 

[8] Nguyen MH. (2024). How can satirical fables offer us a vision for sustainability? Visions for Sustainability. https://ojs.unito.it/index.php/visions/article/view/11267