Trong tự nhiên có mối liên hệ mật thiết giữa tuổi tác và khả năng mắc bệnh ung thư. Đối với chuột có tuổi thọ trung bình là 2 năm thì tuổi dễ mắc ung thư nhất là sau 1 năm tuổi. Khoảng thời gian này là sau 10 năm đối với chó, và khoảng vài mươi năm đối với con người. Hiểu rõ cách cơ thể khỏe mạnh chống lại tế bào ung thư sẽ giúp hiểu rõ hơn về bệnh ung thư. Câu hỏi đặt ra là có mối liên hệ giữa quá trình lão hóa và ung thư hay không?
Nhóm nghiên cứu Kenyon, Đại học California, Hoa kỳ đã sử dụng các đột biến làm tăng tuổi thọ và đột biến gây ung thư ở mô hình giun C. elegans để trả lời câu hỏi này. Kết quả cho thấy là đột biến kéo dài tuổi thọ của giun sẽ làm giảm sự hình thành ung thư và kết quả này này được công bố trên tạp chí Khoa học Science có uy tín hàng đầu (Science tập 313 số 5789, trang 971-975 ngày 18.08.2006 http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/313/5789/971).
Giun C.elegans (Ảnh: yourgenome) |
Câu hỏi đặt ra là làm thế nào mà thiếu các tín hiệu từ insulin lại tăng cường khả năng chống lại sự phát triển ung thư. Insulin là một hormon do tuyến tụy tiết ra và có vai trò trong kiểm soát lượng glucose huyết (đường huyết). Ở sinh vật có 2 đột biến đồng thời daf-2 và gld-1, các dòng tế bào có sự giảm quá trình phân chia đồng thời tăng cường quá trình chết tế bào theo chương trình định sẵn (apoptosis - quá trình tử bào) so với sinh vật có 1 đột biến gld-1. Điều đáng ngạc nhiên là sự đột biến ở gen daf-2 chỉ có tác dụng đối với các tế bào mầm trong các khối u mà không có tác động tới các tế bào mầm bình thường tự nhiên khác.
Bên cạnh đó, nhóm nghiên cứu cũng nghiên cứu ảnh hưởng của các đột biến này lên sự thiếu hụt của protein p53. p53 hay protein ức chế khối u p53 (p53 tumor-suppressor) là một protein quan trọng có vai trò trong quá trình điều hòa chu kỳ tế bào. Nó có khả năng tiêu hủy khối u và điều hòa sự phát triển bất thường của tế bào cũng như có khả năng kiểm soát quá trình apoptosis. p53 được tổng hợp từ gen TP53 nên còn được gọi là TP53. Bình thường, protein này được duy trì ở mức thấp do khả năng chuyển đổi nhanh nhưng khi có những bất thường về DNA cũng như tế bào ung thư thì nó được tập trung và kích hoạt. Trên 50% bệnh nhân ung thư được tìm thấy có sự đột biến hoặc mất hẳn gen TP53 gây thay đổi cấu trúc hoặc mất hẳn protein p53.
Khi đưa đột biến thiếu protein p53 vào giun có 2 đột biến đồng thời daf-2 và gld-1 thì làm giảm tuổi thọ, giảm sự phát triển khối u nhưng không làm giảm quá trình apoptosis. Điều này ngược lại với vai trò sinh học của p53 là sự đột biến hoặc thiếu p53 sẽ làm giảm quá trình apoptosis, tăng phát triển khối u mà không ảnh hưởng đến tuổi thọ.
Có phải tác động chống ung thư là do tác động đặc biệt của quá trình chuyển hóa tín hiệu insulin hay một quá trình nào khác trong quá trình tăng tuổi thọ quyết định? Các nghiên cứu tiếp theo cho thấy đột biến ở gen làm giảm quá trình hấp thu thức ăn hay ức chế hô hấp tế bào cũng làm gia tăng tuổi thọ ở giun. Tuy nhiên không giống như ở giun đột biến gen daf-2, các đột biến trên quá trình hấp thu thức ăn và hô hấp tế bào không làm giảm hoàn toàn tác động gây ung thư của đột biến gld-1. Ở giun có 2 đột biến đồng thời daf-2 và gld-1 thì đột biến ở gen làm giảm quá trình hấp thu thức ăn và ức chế hô hấp tế bào làm cho sinh vật sống lâu hơn. Các đột biến này cũng làm giảm tỷ lệ ung thư nhưng không ảnh hưởng đến quá trình apoptosis. Tỷ lệ giảm ung thư ở đột biến này có thể do có thể do tác động lên các quá trình chuyển hóa năng lượng. Sự giảm cung cấp dinh dưỡng và năng lượng có thể làm cho các tế bào ung thư này thiếu dinh dưỡng dẫn đến tình trạng stress tế bào và cuối cùng là sự ngừng chu trình tế bào.
Kết quả cho thấy các con đường khác nhau của quá trình lão hóa có thể kiểm soát sự phát triển ung thư. Giun biến đổi gen nhằm tăng tuổi thọ đã tránh được ung thư vì có sự tăng cường các cơ chế bảo vệ bao gồm tăng quá trình apoptosis và giảm sự phát triển của các tế bào trong khối u. Kết quả này cũng đưa ra nhận xét có nhiều đột biến có thể ảnh hưởng lên quá trình lão hóa và ung thư, trái ngược với tác dụng gây ung thư của đột biến p53. Nếu như kết quả thí nghiệm này được lặp lại ở mô hình chuột thì đây sẽ là phát hiện đột phá. Sự thay đổi ở tế bào làm kéo dài tuổi thọ là nguyên nhân chống lại sự phát triển của tế bào ung thư.
Thái Khắc Minh