Hợp chất trên Đảo phục sinh kéo dài tuổi thọ của chuột

Những khối đá hình người khổng lồ trên Đảo phục sinh đã bị ăn mòn, tuy nhiên chúng đã tồn tại trong nhiều thế kỷ. Nghiên cứu mới cho thấy một hợp chất lần đầu tiên được phát hiện trong đất của hòn đảo Nam Thái Bình Dương này cũng có thể giúp chúng ta chịu đựng thử thách của thời gian.

Ngày 8 tháng 7 trên tạp chí Nature,Đại học Trung tâm Khoa học y tế Texas tại San Antonio cùng hai trung tâm cộng tác khác đã báo cáo rằng hợp chất trên Đảo phục sinh – gọi là “rapamycin” theo tên Pôlinêdi của hòn đảo, Rapa Nui – đã kéo dài tuổi thọ của chuột “trung niên” từ 28 đến 38%. Đối với con người, điều này sẽ tuyệt vời hơn cả số năm tuổi thọ tăng lên nếu các bệnh ung thư và tim mạch được chữa khỏi và ngăn chặn.

Chuột được cho sử dụng rapamycin ở độ tuổi tương đương với 60 tuổi ở người.

Nghiên cứu nằm trong Chương trình thử nghiệm của Học viện lão hóa quốc gia, chương tình này tìm kiếm những hợp chất có thể giúp con người khỏe mạnh và không bị bệnh tật trong suốt cuộc đời. Hai trung tâm khác tham gia vào nghiên cứu là Đại học Michigan tại Ann Arbor và Phòng thí nghiệm Jackson tại Bar Harbor, Maine.

Nghiên cứu Texas nằm dưới sự chỉ đạo của các nhà nghiên cứu thuộc hai học viện tại Trung tâm nghiên cứu y tế UT: Học viện công nghệ sinh học (IBT) và Học viện nghiên cứu lão hóa và tuổi thọ Barshop.

Arlan G. Richardson, tiến sĩ, giám đốc Học viện Barshop, cho biết: “Tôi đã tham gia nghiên cứu về lão hóa trong 35 năm, và có rất nhiều biện pháp “chống lão hóa” đã được đưa ra trong những năm nghiên cứu đó nhưng không hề thành công. Tôi không hề nghĩ rằng chúng tôi có thể tìm kiếm một liều thuốc chống lão hóa cho con người trong cuộc đời của bản thân, tuy nhiên, rapamycin thể hiện một tiềm năng lớn”.

Hợp chất đa tác dụng

Được phát hiện vào những năm 1970, rapamycin được biết đến với tác dụng chống nấm, và sau đó được sử dụng để ngăn chặn đào thải nội tạng ở bệnh nhân được cấy ghép. Hợp chất này cũng được sử dụng trong ống stent, được cấy vào bệnh nhân trong quá trình thông tim mạch để giữ động mạch vành mở. Nó cũng được dùng trong các thí nghiệm y tế chữa ung thư.

Những thí nghiệm lão hóa mới phát hiện rằng thêm rapamycin vào khẩu phần ăn của những con chuột già tăng tuổi thọ của chúng. Các kết quả đều giống nhau ở Texas, Michigan và Maine.

“Chúng tôi tin rằng đây là bằng chứng thuyết phục đầu tiên cho thấy quá trình lão hóa có thể được làm chậm lại và tuổi thọ có thể được kéo dài qua việc sử dụng thuộc ở một độ tuổi nhất định”, tiến sĩ Randy Strong, người chỉ đạo Trung tâm thí nghiệm ngăn chặn lão hóa do NIA tài trọ tại San Antonio, cho biết. Ông là giáo sư về dược lý tại Trung tâm khoa học y tế UT đồng thời là nhà nghiên cứu tại Hệ thống chăm sóc sức khỏe Nam Texas.

Z. Dave Sharp, tiến sĩ, giám đốc Học viện công nghệ sinh học đồng thời là giáo sư và trưởng Khoa y học phân tử, Trung tâm khoa học y tế, cho biết: “Những phát hiện này có ý nghĩa thú vị đối với hiểu biết của chúng ta về quá trình lão hóa”.

Những khối đá hình người trên Đảo phục sinh đã tồn tại trong nhiều thế kỷ. Nghiên cứu mới cho thấy một hợp chất lần đầu tiên được phát hiện trong đất của hòn đảo Nam Thái Bình Dương này cũng có thể giúp chúng ta chịu đựng thử thách của thời gian. (Ảnh: iStockphoto/Ivonne Wierink-vanWetten)

Đường phân tử

Các nhà nghiên cứu về lão hóa hiện thừa nhận hai biện pháp kéo dài tuổi thọ ở động vật có vú: hạn chế calo và biến đổi gen. Rapamycin có vẻ như cũng vô hiệu hóa cùng một đường phân tử giống như việc hạn chế khẩu phần ăn hoặc giảm các yếu tố tăng trưởng.

Hợp chất này làm được điều đó qua một protein tế bào gọi là mTOR, protein này kiểm soát rất nhiều quá tình trong trao đổi chất và phản ứng đối với áp lực của tế bào.

Một thập kỷ trước, tiến sĩ Sharp đã đề xuất với các đồng nghiệp rằng mTOR có thể tham gia vào quá trình hạn chết calo. Tiến sĩ Richardson cho biết: “Nó có vẻ như là một ý tưởng không phù hợp vào thời điểm đó”.

Năm 2004, một năm sau khi Chương trình thí nghiệm ngăn chặn lão hóa của NIA bắt đầu, tiến sĩ Sharp đã đưa ra một đề xuất khác rằng rapamycin nên được nghiên cứu về tác động chống lão hóa của nó. Đề xuất này được chấp thuận, và các trung tâm thí nghiệm tại San Antonio và nhiều nơi khác bắt đầu đưa rapamycin vào khẩu phần ăn của chuột. Những con chuột đực và cái được lai giống từ 4 dòng chuột khác nhau để trở nên giống với tính đa dạng về di truyền và tính dễ mắc bệnh của con người.

Tiến sĩ Strong sớm nhận ra một vấn đề: Rapamycin không đủ ổn định trong thức ăn hoặc trong đường tiêu hóa để biểu lộ trong nồng độ máu của loài vật. Ông làm việc với Học viện nghiên cứu Tây Nam tại San Antonio để cải thiện hiệu lực sinh học của hợp chất qua một quá trình gọi là “microencapsulation” (công nghệ vi bao). Loại thuốc đã qua xử lý này ổn định trong khẩu phần ăn cho chuột và đi qua dạ dày để vào trong ruột, từ đó nó có thể được đưa vào dòng máu.

Chuột già hơn

Kế hoạch ban đầu là bắt đầu cho chuột ăn rapamycin khi 4 tháng tuổi, nhưng vì một số chậm chễ do phát triển quá trình xử lý, những con chuột không được cho ăn rapamycin cho đến khi 20 tháng tuổi – tương đương với 60 tuổi ở người. Nhóm nghiên cứu vẫn quyết định thử sử dụng rapamycin.

Tiến sĩ Richardson nhận định: “Tôi đã nghĩ rằng điều này có hiệu quả vì những con chuột đã quá già khi quá trình thử nghiệm bắt đầu. Hầu hết các báo cáo chỉ ra rằng việc hạn chế calo không có hiệu quả khi thực hiện trên nhưng con vật đã già. Thực tế rằng rapamycin tăng tuổi thọ ở những con chuột đã khá già là một điều hoàn toàn bất ngờ”.

Tiến sĩ Strong thêm vào: “Nghiên cứu này đã nhận biết một mục tiêu trị liệu tiềm năng cho việc phát triển thuốc nhằm ngăn ngừa những bệnh liên quan đến tuổi tác đồng thời kéo dài tuổi thọ. Nếu rapamycin, hoặc các loại thuốc như rapamycin, hiệu quả như thí nghiệm, khả năng cắt giảm chi phí sức khỏe cho Hoa Kỳ và toàn thế giới sẽ là khổng lồ”.