Các nhà khoa học vừa tiến thêm một bước dài trong việc nắm bắt quá trình tế bào bị huỷ diệt. Tiến bộ này mở ra hy vọng chữa trị cho nhiều căn bệnh hiểm nghèo, kể cả ung thư.

Công trình mới, hy vọng mới

Trong quá trình "chết tế bào", nhân tế bào sẽ tự vỡ tan ra.

Nhóm nghiên cứu chất độc thuộc Hội đồng Nghiên cứu Y tế thuộc ĐH Leicester (Anh) đã cho công bố công trình của mình trên tạp chí Molecular Cell. Theo họ, tế bào trong cơ thể người liên tục chết đi, và hầu hết các tế bào này đều chết theo cơ chế tự huỷ diệt được lập trình sẵn có tên gọi là "chết tế bào" (apoptosis). Trong cơ thể mạnh khỏe, số lượng tế bào được giữ nguyên, không thay đổi. Mỗi giây có hàng triệu tế bào mới được tạo ra và hàng triệu tế bào khác mất đi hoặc tự huỷ diệt. Nếu quá trình chết tế bào không diễn ra như bình thường, nó sẽ góp phần tạo nên các căn bệnh nguy hiểm như ung thư, rối loạn thoái hóa thần kinh (Parkinson) và tự động miễn dịch (lupus).

Các nghiên cứu trước đây cho thấy, vòng đời của tế bào chịu sự chi phối của một bộ máy tế bào phức tạp tên là proteasome (enzyme huỷ protein). Bộ máy này kiểm soát sự cân bằng protein trong một tế bào - những protein nào không cần thiết đều bị "phát hiện" và phân huỷ.  Tuy nhiên, trong quá trình chết tế bào, phần proteasome chịu trách nhiệm phát hiện protein thừa sẽ bị một loại enzyme có tên caspase làm tê liệt. Do đó, protein thừa sẽ tích luỹ trong tế bào, khiến cho tế bào dần chết đi.

Nếu nắm vững được quá trình này, các nhà khoa học hy vọng sẽ tìm ra phương pháp hữu hiệu chữa trị các căn bệnh hiểm nghèo. Giáo sư Gerald Cohen, trưởng nhóm nghiên cứu, cho biết: "Cuộc nghiên cứu này đóng một vai trò quan trọng trong việc nắm bắt quá trình chết đi của tế bào. Vấn đề lớn nhất bây giờ là làm thế nào để tìm ra những phương thuốc và cách chữa trị mới cho các căn bệnh xảy ra khi quá trình chết tế bào không tuân theo quy luật tự nhiên."

Quá trình chết tế bào

Tế bào ung thư không chết đi mà liên tục sản sinh, tạo nên di căn.

Mỗi tế bào trong cơ thể người từ lúc mới hình thành (tạo gien) đã được "lập trình" để chết, nhằm bảo đảm sự sống lâu dài cho các tế bào khác và sức khỏe của cả cơ thể. Đây là một cái chết sinh lý, chủ động, hoàn toàn khác với cái chết bệnh lý, thụ động mà thuật ngữ y học thường gọi là "hoại tử tế bào" (necrosis).

Một tế bào bình thường luôn chứa trong bào tương tất cả những thành phần cấu trúc cần thiết cho sự phát triển như protein, acid nucleic, ty thể... Trên màng bao quanh tế bào chứa rất nhiều thụ thể sẵn sàng tiếp nhận những thông tin có lợi hoặc có hại cho sự tồn tại của tế bào. Tế bào luôn phải đối mặt với nguy cơ chịu sự tấn công của các tác nhân bên ngoài (tia xạ, thay đổi nhiệt độ, tác động môi trường), từ những rối loạn bên trong (tác động hormone, phản ứng của hệ miễn dịch...) hoặc các yếu tố phức tạp khác. Những tín hiệu phức tạp từ bên trong và ngoài cơ thể đều được thụ thể (giống như những trạm thông tin) thu nhận và tạo ra nhiều phản ứng khác nhau: Tín hiệu có lợi nhằm giúp tế bào sống sẽ kích thích hoạt động che chở, bảo vệ acid nucleic trong nhân; còn tín hiệu có hại nhằm hủy diệt tế bào sẽ tác động đến các ty thể sản sinh năng lượng tế bào để tạo ra caspase hủy hoại acid nucleic.

Tình trạng cân bằng giữa hai loại tín hiệu trên sẽ quyết định sự tồn vong của tế bào. Nếu men endonucléase tự tạo trong nhân được hoạt hóa để huỷ hoại acid nucleic, nhân sẽ co lại rồi vỡ vụn, màng tế bào có nơi phồng nơi xẹp rồi bong rời, sau đó tế bào sẽ bị các đại thực bào "ăn" và không còn để lại dấu vết nào cả: đó là một "cái chết sạch". Còn nếu tế bào không bị phân huỷ, các acid nucleic trong nhân sẽ được bảo vệ và tế bào lại tái tạo, tiếp tục cuộc sống mới.

Cũng giống như cây cối luôn trút bỏ lá vàng già nua để đủ sức chịu đựng qua mùa đông rét mướt, cơ thể con người cũng cần loại bỏ hàng trăm tỷ tế bào mỗi ngày để luôn giữ được trạng thái ổn định. Tuy nhiên, quá trình loại bỏ này không diễn ra bằng cách diệt trực tiếp mà thúc giục tế bào... "tự nguyện" chết. Đồng thời, hàng trăm tỷ tế bào mới lại được sinh ra, tạo thêm sức sống mới cho cơ thể. Chính hình ảnh lá cây rơi rụng đã góp phần hình thành thuật ngữ "apoptosis" (tiếng Hy Lạp apopiptein có nghĩa là rơi rụng). Năm 1972, hai nhà khoa học Alastair Currie và John Kerr đã sáng tạo ra thuật ngữ trên khi quan sát hiện tượng những lim-phô bào tự hủy bằng cách vỡ vụn để giúp cho hiện tượng thực bào được diễn ra nhanh chóng hơn.

Từ giữa thế kỷ XIX, các nhà khoa học đã nhận thấy rằng trong quá trình hình thành phôi thai của mọi loài động vật đều có hiện tượng "chết tế bào chủ động". Nhưng phải đến giữa thế kỷ XX, khoa học mới xác định được rằng đây là một giai đoạn quan trọng, không thể thiếu của quá trình phát triển phôi thai. Chẳng hạn, khi nòng nọc biến thành ếch, hiện tượng "chết tế bào chủ động" đã loại bỏ cả hai bộ phận đuôi và mang để hình thành một dạng sinh vật hoàn chỉnh. Ở phôi người cũng vậy - ngay từ lúc hình thành phôi, "chết tế bào" đã hình thành ba lớp mô khác nhau để tạo nên cấu trúc phôi. Ban đầu, ngón tay phôi người dính liền nhau, nhưng "chết tế bào" đã làm rơi rụng những phần mô kết dính này. Nếu không, ngón tay phôi người sẽ có màng giống hệt như chân vịt. Bên cạnh đấy, "chết tế bào" còn tác động lên tất cả các cơ quan trong phôi người như hệ tiêu hóa, tiết niệu, và đặc biệt là hệ sinh dục giúp hình thành hai giới nam và nữ.

Virus HIV rất tinh quái trong việc lợi dụng cơ chế "chết tế bào" để tấn công cơ thể người.

Ngoài ra, "chết tế bào" còn tác động lên cả hệ thần kinh. Trong quá trình hình thành và phát triển não, mỗi tế bào thần kinh luôn tỏa rộng theo các trục và nhánh đến những tế bào kế cận để tạo lập mạng lưới liên kết. Khi nơ-ron không nhận được tín hiệu hóa học từ vùng kế cận - có nghĩa là mạng lưới liên kết không được hình thành - nơ-ron sẽ "chết tế bào" để tiết kiệm năng lượng, tránh hoạt động dư thừa. Như vậy, có thể nói rằng chính quá trình "chết tế bào" đã góp phần sắp xếp và điều hòa mô não.

Có một câu hỏi từ lâu đã làm các nhà khoa học phải "vò đầu bứt tóc": Ðiều gì sẽ xảy ra nếu quá trình "chết tế bào" không được thực hiện tới nơi tới chốn? Câu trả lời là: "Chết tế bào" đóng một vai trò quan trọng trong nhiều căn bệnh, đặc biệt là ung thư. Ung thư là hiện tượng xảy ra khi tế bào đã mất khả năng tự hủy theo quy luật tự nhiên. Kết quả là các tế bào đó cứ liên tục được tái tạo, không chỉ ở một bộ phận cơ thể mà còn lan khắp nơi (di căn). Ngược lại, một số bệnh thoái hóa thần kinh như bệnh Parkinson, chứng múa giật Huntington lại là kết quả của quá trình "chết tế bào" xảy ra ở các nơ-ron mô não.

Ðặc biệt, nhiều tác nhân gây bệnh đã lợi dụng quá trình "chết tế bào" để chống lại chính cơ thể người, chẳng hạn như virus HIV. Loại virus này ngăn cản tế bào mà nó "cư ngụ" không được "chết tế bào" để nó có thể "an cư lạc nghiệp". Hơn nữa, virus HIV còn huỷ hoại cả những lim-phô bào vốn là đối tượng luôn tìm cách nhận diện nó để tiêu diệt.

Khánh Hà (Tổng hợp)