Sự chết của tế bào có thể được đảo ngược lại và các nhà khoa học đang cố gắng tìm ra nguyên nhân tại sao

Một quá trình hoạt động kì lạ của tế bào có tên anastasis (tạm dịch là phục sinh, có nghĩa là “trỗi dậy, sống lại – rising to life” trong tiếng Hy Lạp) đang thách thức những hiểu biết của chúng ta về chuyến hành trình không có đường về, chuyến hành trình với điểm cuối là cái chết. Quá trình này nêu lên rằng ta có thể đảo ngược quá trình chết của một tế bào lại. Về cơ bản, tế bào có khả năng hồi sinh.

Ngay cả khi tế bào teo lại bởi nhiễm phóng xạ, nhiễm độc hay bị ảnh hưởng bởi những hiệu ứng tiêu cực khác thì trong một số trường hợp, khi mà những yếu tố tiêu cực ấy bị dỡ bỏ trước khi tế bào hoàn toàn chết, quá trình chết đi của tế bào sẽ bị đảo ngược lại, tế bào sẽ tự hồi phục. Đó là những gì nhà sinh học tế bào Denise Montell tại Đại học California đã quan sát được.

“Trong lĩnh vực của những người nghiên cứu hiện tượng chết rụng tế bào apoptosis – một quá trình mà sự chết của tế bào đã được lập trình sẵn – thì người ta có một nguyên lý cho rằng một khi tế bào kích hoạt trạng thái chết đi này, nó sẽ không thể được đảo ngược lại nữa”, giáo sư Montell cho hay. Nhưng nghiên cứu của bà, bắt đầu bằng một báo cáo khoa học đăng tải trên tạp chí Sinh học Phân tử của Tế bào năm 2012, lại cho thấy điều ngược lại.

Phòng thí nghiệm của bà Montell muốn thử nghiệm và xem xem họ có thể lợi dụng quá trình phục sinh để cứu lấy những tế bào khó thay thế trong cơ thể con người không. Nghiên cứu này có thể sẽ đóng góp một phần quan trọng vào việc chữa trị bệnh thiếu máu cục bộ hay những căn bệnh quái ác liên quan tới tim mạch. Chưa hết, nó có thể cho ta một cái nhìn rõ ràng hơn vào nguyên nhân và cách phán tán của bệnh ung thư.

Mỗi ngày, hàng tỷ tế bào trong cơ thể chúng ta đưa ra quyết định chúng sẽ tiếp tục sống (hay quyết tâm tự vẫn). Những tế bào bị tổn thương phải chết đi, nếu không bệnh ung thư sẽ từ chúng mà ra. Tế bào sẽ chết theo phương thức chết rụng tế bào apoptosis đã nói ở trên.

“Chúng tôi thấy rằng có rất nhiều tế bào không nên chết đi. Cụ thể đó là những tế bào neuron trong não chúng ta hay những tế bào trong tim”, bà Montell giải thích. Một điểm cân bằng cụ thể cần được duy trì: nếu như có quá nhiều tế bào chết, ta sẽ bị những bệnh như Alzheimer hay Parkinson, một dấu hiệu cho thấy tế bào của ta đang chết dần.

Một khi quá trình chết rụng tế bào diễn ra, một phân tử quan trọng mang tên "caspase hành hình" được kích hoạt bên trong tế bào. Và nhiệm vụ của nó đúng như tên gọi của nó. Loại caspase này đi vòng quanh tế vào, tiến hành xé nhỏ những phần của tế bào và khiến nó teo lại. “Dần dần tế bào sẽ biến thành những mảnh nhỏ, và những tế bào khác sẽ tới và nuốt những mảnh nhỏ ấy lại”, bà nói.

Hình minh họa cho một chuỗi caspase.

Giáo sư Montell bắt đầu nghiên cứu về sự phục sinh của tế bào nhiều năm trước tại Đại học John Hopkins, tại đó một sinh viên đã nộp đơn xin gia nhập dự án nghiên cứu của bà sau khi phát hiện ra quá trình đảo ngược cái chết của tế bào trong một đồ án tốt nghiệp của mình. Bà Montell đã công nhận cậu sinh viên Hogan Tang là người đã khám phá ra quá trình phục sinh tế bào – anastasis, bà cũng nói thêm rằng một học giả khác cũng đã giúp đỡ việc đặt tên cho quá trình này.

Cậu Tang đã tạo ra quá trình chết rụng tế bào bằng cách thêm ethanol 4,3% vào trong cụm tế bào và cẩn thận loại bỏ độc tính cảu ethanol một cách từ từ. Theo dõi cho thấy một phần tế bào đã thực sự phục hồi sau khi độc tính được dỡ bỏ.

Bước tiếp theo của nghiên cứu này đó là thử nghiệm trên tế bào của ruồi và của động vật có vú. Cho tới nay, họ đã phát hiện ra hiện tượng phục sinh tế bào trên 12 loại tế bào động vật có vú khác nhau. Việc phát hiện được quá trình này trên tế bào của người và của ruồi gợi ý rằng quá trình phục sinh đã tồn tại từ rất lâu rồi, có thể lên tới cả nhiều triệu năm.

Vẫn có nhiều bí ẩn chưa được giải đáp dằng sau nguồn gốc cũng như các biến thể của quá trình kì lạ này. Giáo sư Andrew Fraser tại Đại học Toronto nói rằng sự phục sinh tế bào – một thuật ngữ, một quá trình mà ông chưa từng nghe thấy trước đây – có thể là một dấu hiệu tốt trong việc chữa trị chứng thiếu máu cục bộ hay bệnh đột quỵ, nhưng nó cũng có thể rất nguy hiểm.

Bà Denise Montell.

“Thông thường, khi bạn kích thích một tế bào để nó chết, thì bạn đã thực sự muốn nó chết đi. Nó có thể bị tổn thương ADN rất nặng nề hoặc một vấn đề gì đó”, ông Fraser nói. “Từ góc nhìn sinh vật học mà nói, nếu như tôi muốn một thứ chết đi, tôi phải thực sự cần nó PHẢI chết đi”.

Đối với ông, điểm quan trọng nhất là việc ADN của tế bào có thể đã bị tổn thương. Chuyện gì sẽ xảy ra nếu như một tế bào bắt đầu chết dần, nhưng thông qua quá trình phục sinh, tế bào sẽ đột biến thì sao?

“Hiển nhiên là bạn không muốn sự đột biến diễn ra”, ông nói. “Người ta vốn biết rằng quá trình chết rụng tế bào diễn ra khi mà ADN bị tổn thương, và sẽ tiến hành tiêu diệt tế bào để giảm thiểu thiệt hại lên cơ thể”.

Theo như bà Montell, thì những lo ngại mà ông Fraser đưa ra là hoàn toàn có cơ sở: trong nghiên cứu của mình, bà đã phát hiện ra một phần nhỏ của tế bào vẫn có ADN bị tổn thương và bước vào quá trình đột biến, điều này có thể dẫn tới bệnh ung thư phát triển. Nhưng đa số các tế bào được phục sinh có thể tự chữa lành được những đoạn ADN đã bị tổn hại.

Đội ngũ nghiên cứu của bà Montell cũng vừa đưa thêm những thông tin mới về những quan sát của họ, rằng quá trình phục sinh diễn ra qua hai giai đoạn. Đầu tiên tế bào sẽ đi qua giai đoạn phục sinh nhân bản và rồi bắt đầu di cư; sau 12 tiếng, tế bào sẽ hồi phục nhưng chưa tới được trạng thái ban đầu của chúng.

Điều này làm các nhà nghiên cứu đặt dấu hỏi rằng liệu chúng có thể về trạng thái ban đầu không, hay sự phục sinh sẽ khiến tế bào thay đổi vĩnh viễn. Bà Montell nói rằng quá trình này cũng giống như việc các vết thương ngoài da lành sẽ để lại sẹo vậy.

Quá trình tế bào phục sinh được đội ngũ nghiên cứu của bà Denise Montell chụp lại.

Nhưng không phải điều đó cũng giống với những gì ung thư vẫn làm sao? Tự nhân bản rồi tự di cư, tự trở lại mặc dù gặp phải những độc tố được đưa vào cơ thể để ngăn chặn?

Đúng là như thế. Và đó bạn cũng không muốn tế bào ung thư làm điều đó, bà Montell nói. “Khi chúng ta chữa trị ung thư, chúng ta sử dụng hóa trị hoặc xạ trị - ta khiến cho tế bào ung thư tự tiêu diệt mình thông qua quá trình kích hoạt chết rụng tế bào”.

Những tế bào quay trở lại sau khi gần chết có thể lý giải trường hợp tái phát bệnh. Nhiều tháng hay thậm chí nhiều năm sau, sau khi bệnh nhân được chữa trị ung thư một cách thành công thì họ lại bị ung thư một lần nữa. Theo như bà Montell, quá trình phục sinh tế bào có thể là nguyên nhân gây ra việc tái phát ung thư. Các tế bào ung thư cũng như các tế bào thông thường khác, có thể chúng đã cố gắng tự phục hồi và tự di cư, phát triển.

Nếu như điều đó là đúng, nếu như việc phục sinh tế bào chính là lý do bệnh ung thư tái phát, thì đó đúng là “một phụ phẩm không may” của quá trình hồi phục đã tiến hóa cùng với con người, bà Montell nói. “Đây không phải là ý tưởng mới: việc ung thư như một vết thương không lành, hoặc một phản ứng phục hồi vết thương cứ kéo dài, dai dẳng mãi”.

Tham khảo Motherboard