Cánh cửa mở ra tương lai cải lão hoàn đồng của con người

CNN đưa tin trong phòng thí nghiệm Boston, những con chuột già và bị mù đã dần khôi phục lại thị lực, phát triển bộ não trẻ hơn, thông minh hơn, thậm chí xây dựng cơ bắp và tế bào thận khỏe hơn.

David Sinclair, giáo sư di truyền học tại Viện Blavatnik tại Trường Y Harvard và đồng giám đốc của Trung tâm Nghiên cứu Lão hóa Sinh học Paul F. Glenn., nói các thí nghiệm cho thấy lão hóa là quá trình có thể đảo ngược được và chúng ta có thể điều khiển quá trình này theo ý muốn.

Ông Sinclair cho biết cơ thể chúng ta giữ một bản sao dự phòng của bản thân khi còn trẻ và chúng ta có thể kích hoạt bản sao này tái tạo cơ thể.

Công bố lần đầu tiên vào 12/1 trên tạp chí Cell, các thí nghiệm thách thức niềm tin của giới khoa học rằng lão hóa là kết quả của các đột biến gen làm suy yếu DNA, tạo ra cơ thể chỉ toàn mô tế bào bị hư hỏng và dễ dàng suy yếu, mắc bệnh tật và tử vong.

Ông Sinclair, người đã mô tả lại quá trình thí nghiệm vào năm ngoái tại Life Itself, sự kiện về sức khỏe hợp tác với CNN, cho biết: “Không phải những hư tổn khiến chúng ta già đi. Chúng tôi tin nguyên nhân là sự mất thông tin. Tế bào mất khả năng đọc DNA ban đầu nên tế bào quên mất cách thức hoạt động, giống như cách một máy tính cũ làm lỗi phần mềm. Tôi gọi nó là lý thuyết thông tin về lão hóa”.

Jae-Hyun Yang, nhà nghiên cứu di truyền học tại Phòng thí nghiệm Sinclair, đồng tác giả của thí nghiệm, cho biết ông hy vọng những phát hiện này sẽ thay đổi cách chúng ta nhìn nhận quá trình lão hóa và cách chúng ta tiếp cận việc điều trị các bệnh liên quan đến lão hóa.

DNA có thể được xem là "phần cứng" của cơ thể còn bộ gen biểu sinh là "phần mềm". Theo Viện nghiên cứu Bộ gen người Quốc gia, các gen biểu sinh là các protein và hóa chất nằm giống như những đốm tàn nhang trên mỗi gen, chờ đợi để ra lệnh cho gen đó phải làm gì, làm ở đâu và làm điều đó khi nào.

Gen biểu sinh thực sự có thể bật và tắt gen. Quá trình đó được kích hoạt bởi nhiều tác nhân như ô nhiễm, độc tố môi trường và các hành vi của con người, ví dụ hút thuốc, ăn chế độ ăn gây viêm nhiễm hoặc thiếu ngủ kinh niên.

Cũng giống như máy tính, tế bào bị hỏng khi có nhiều DNA bị hỏng. Ông Sinclair giải thích: “Các tế bào hoảng loạn. Trong lúc ấy, những protein phụ trách kiểm soát gen lại đang bận bịu sửa chữa DNA. Sau đó, tất cả protein không tìm được đường quay trở lại, vì vậy theo thời gian, nó giống như một trận đấu bóng bàn vậy. Các quả bóng cứ rơi ở khắp sàn”.

Nói cách khác, các mảnh tế bào quên mất đường về nhà, giống như một người mắc bệnh Alzheimer. Ông Sinclair cho biết phát hiện đáng kinh ngạc là có một bản sao dự phòng trong người mà bạn có thể thiết lập lại.

Ông nói: “Chúng tôi đang chỉ ra lý do hệ thống trong cơ thể bị hỏng và cách chúng ta có thể khởi động lại hệ thống. Bạn chỉ cần nhấn vào công tắc để khôi phục khả năng đọc bộ gen của tế bào một cách chính xác, như hồi nó còn trẻ”.

Không quan trọng cơ thể bạn 50 hay 75 tuổi, khỏe mạnh hay bệnh tật, khi quá trình đó được kích hoạt, cơ thể sẽ ghi nhớ cách tái sinh. Bạn sẽ trẻ lại, ngay cả khi bạn đã già và mắc bệnh. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu vẫn chưa biết hệ thống đó là gì. Tại thời điểm này, họ chỉ biết con người hoàn toàn có khả năng "ấn công tắc trẻ hóa".

Cuộc truy tìm "công tắc" bắt đầu khi ông Sinclair còn là một sinh viên mới tốt nghiệp thuộc nhóm nghiên cứu tại Viện Công nghệ Massachusetts. Lúc ấy, ông đã khám phá ra sự tồn tại của các gen kiểm soát quá trình lão hóa trong men. Ông phỏng đoán gen đó cũng tồn tại trong tất cả sinh vật, vì vậy, phải có cách để làm điều tương tự ở con người.

Để kiểm tra lý thuyết này, ông bắt đầu cố gắng tăng tốc độ lão hóa ở chuột mà không gây đột biến hoặc ung thư. Ông chia sẻ: “Chúng tôi bắt đầu thí nghiệm trên con chuột đó khi tôi 39 tuổi. Bây giờ tôi 53 tuổi và chúng tôi vẫn đang sử dụng con chuột đó để nghiên cứu”.

Ông nói thêm nếu lý thuyết về lão hóa thông tin là sai, con chuột sẽ chết, già đi hoặc bị ung thư. Với sự giúp đỡ của các nhà khoa học khác, ông Sinclair và nhóm nghiên cứu Harvard đã làm lão hóa các mô trong não, mắt, cơ, da và thận của chuột.

Để làm điều này, nhóm của ông Sinclair phát triển những thay đổi mà bộ gen biểu sinh cảm nhận được (ICE). Thay vì thay đổi các phần mã hóa trong DNA của chuột có thể kích hoạt đột biến, ICE thay đổi cách gấp DNA. ICE tạo ra các vết cắt tạm thời, nhanh lành để bắt chước tác hại hàng ngày do hóa chất, ánh sáng mặt trời và những thứ tương tự góp phần gây lão hóa. Lúc một tuổi, chuột thử nghiệm với ICE nhìn và hành động gấp đôi tuổi thật.

Nhà di truyền học Yuancheng Lu của Phòng thí nghiệm Sinclair tạo ra hỗn hợp gồm 3/4 “yếu tố Yamanaka” và các tế bào da trưởng thành. Những tế bào da này được tái lập trình để hoạt động giống như tế bào gốc phôi hoặc tế bào gốc đa năng, có khả năng phát triển thành bất kỳ tế bào nào trong cơ thể.

Hỗn hợp này được tiêm vào các tế bào hạch võng mạc bị tổn thương ở phía sau mắt của những con chuột mù. Các nhà nghiên cứu kích hoạt quá trình tái tạo bằng cách cho chuột ăn kháng sinh.

Ông Sinclair nói với CNN: “Thuốc kháng sinh chỉ là một công cụ. Chúng tôi có thể dùng bất kỳ hóa chất nào, nó chỉ là một cách để đảm bảo 3 gen được bật. Thông thường những gen này chỉ xuất hiện ở dạng phôi non, đang phát triển và sau đó chúng tắt đi khi chúng ta già”.

Những con chuột lấy lại được phần lớn thị lực. Tiếp theo, nhóm nghiên cứu xử lý các tế bào não, cơ và thận, đồng thời khôi phục chúng về mức độ trẻ hơn nhiều.

Ông Sinclair cho biết một trong những bước đột phá của nghiên cứu là họ nhận ra sử dụng bộ 3 tế bào gốc đa năng đặc biệt này không khiến những con chuột quay trở lại tuổi 0. Nếu quay trở lại tuổi 0, lũ chuột sẽ bị ung thư hoặc tệ hơn. Các tế bào chỉ trẻ lại 50-75% so với tuổi ban đầu, sau đó chúng dừng lại và không trẻ hơn nữa, đó là điều may mắn. Nhưng làm thế nào các tế bào biết điều đó vẫn là một ẩn số đối với các nhà nghiên cứu.

Ngày nay, nhóm của ông Sinclair đang cố gắng tìm cách chuyển "công tắc di truyền" đến từng tế bào một cách đồng đều để trẻ hóa toàn bộ cơ thể chuột cùng một lúc.

Ông Sinclair nói: “Vận chuyển gen là một rào cản kỹ thuật, nhưng các nhóm khác dường như đã làm tốt”, trong khi chỉ ra 2 nghiên cứu chưa được công bố đã khắc phục được vấn đề trên.

Ông cho biết nhóm nghiên cứu đó sử dụng hệ thống giống với nhóm ông để điều trị cho những con chuột rất già, tương đương với một người 80 tuổi. Họ vẫn có những con chuột sống lâu hơn và điều này thật đáng chú ý. Vì vậy, họ đã đánh bại nhóm ông trong thí nghiệm đó.

Tuy nhiên, điều đó nhắc nhở ông rằng sự trẻ hóa không chỉ ảnh hưởng đến một số cơ quan, nó có thể ảnh hưởng lên toàn bộ con chuột và khiến chúng sống lâu hơn. Do đó, kết quả nghiên cứu của nhóm khác lại là một món quà giúp ông xác nhận nghiên cứu của chính ông và đồng nghiệp.

Trong phòng thí nghiệm, nhóm ông Sinclair thiết lập lại các tế bào ở chuột nhiều lần, cho thấy rằng quá trình lão hóa có thể bị đảo ngược nhiều lần. Hiện nay, ông đang thử nghiệm thiết lập lại gen ở loài linh trưởng.

Nhưng có thể sẽ mất nhiều thập kỷ trước khi bất kỳ thử nghiệm lâm sàng chống lão hóa nào được thực hiện ở người. Nếu thử nghiệm thành công và an toàn, họ cần được liên bang phê duyệt để nhân rộng mô hình này.

Ông Sinclair cho biết giống như các yếu tố gây hại có thể phá vỡ bộ gen biểu sinh, các hành vi lành mạnh có thể sửa chữa nó. Ông nói: “Chúng tôi biết điều này có thể đúng bởi vì những người có lối sống lành mạnh có tuổi sinh học thấp hơn".

Ông khuyên mọi người ăn nhiều thực phẩm từ thực vật, ăn ít đi, ngủ đủ giấc, tập thể dục để duy trì khối lượng cơ bắp, không tốn công vô ích vào những thứ lặt vặt và xây dựng mạng lưới các mối quan hệ lành mạnh.

Ông Sinclair nói: "Mỗi ngày đều có giá trị. Cách bạn sống khi bạn ở độ tuổi thanh thiếu niên và độ tuổi 20 thực sự quan trọng, nó thậm chí có tác động trong nhiều thập kỷ sau”.