Trong một nghiên cứu mới đăng trên tạp chí eLife, các nhà khoa học cho biết họ đã tìm ra cách tái lập trình các tế bào da người để đảo ngược 30 năm lão hóa của chúng. Phương pháp này được phát triển từ một công trình đã đoạt giải Nobel Y học năm 2012.
Mặc dù vẫn còn đang được thử nghiệm trong những ngày đầu, nhưng liệu pháp này được đánh giá là vô cùng hứa hẹn.
Hãy tưởng tượng một ngày bạn có thể xóa bỏ những nếp nhăn nheo, những vết đồi mồi lão hoá, để đưa toàn bộ làn da của một người đã ngoài 50 tuổi về lại tuổi 20.
Không chỉ dừng lại ở đó, nếu các nhà khoa học có thể tái lập trình các tế bào khác trong cơ thể, bao gồm tế bào thần kinh, họ sẽ có thể đảo ngược sự lão hóa của những tế bào này và chữa được các căn bệnh liên quan đến tuổi tác như Alzheimer, Parkinson hoặc thậm chí ung thư.
Bắt đầu từ một nghiên cứu tế bào gốc đoạt giải Nobel
Nghiên cứu mới của các nhà khoa học dẫn chúng ta quay trở lại công trình đoạt giải Nobel Y học năm 2012 của một tiến sĩ, bác sĩ người Nhật Bản: Shinya Yamanaka đã tìm ra cách tái lập trình tế bào trưởng thành của con người quay lại trở thành tế bào gốc.
Chúng ta biết cơ thể mỗi người được cấu tạo từ hơn 70 nghìn tỷ tế bào, phần lớn chúng đều là các tế bào trưởng thành đã biệt hóa. Nhưng quay ngược trở lại thời gian, tất cả các tế bào này suy cho cùng chỉ có xuất phát điểm từ đúng một tế bào được gọi là hợp tử, kết hợp giữa tinh trùng và trứng.
Khi hợp tử phân chia, chúng tạo ra các tế bào gốc đa năng. Các tế bào gốc này phát triển dần dần và trở nên chuyên biệt theo thời gian để tạo thành bào thai. Có những tế bào gốc biến thành tế bào xương, có những tế bào biến thành tế bào da, tế bào máu, tế bào thần kinh, tế bào cơ tim…
Cho đến hết thể kỷ 20, các nhà khoa học vẫn tin rằng sự phát triển từ tế bào gốc thành tế bào trưởng thành là quá trình một chiều, giống như thời gian khi tế bào già đi, nó không thể bị đảo ngược.
Nhưng trong những năm đầu thế kỷ 21, Yamanaka khi đang là tiến sĩ tại Viện Khoa học và Công nghệ Nara ở Nhật Bản đã phát triển được một phương pháp đưa các yếu tố phiên mã vào bên trong tế bào trưởng thành đã biệt hóa, qua đó biến ngược chúng trở về trạng thái tế bào gốc đa năng.
Thành tựu này đã tạo ra một cơn địa chấn trong lĩnh vực tế bào gốc. Bởi nếu bạn có thể biến ngược tế bào trưởng thành bất kỳ về trạng thái tế bào gốc, bạn sẽ có được một nguồn tài nguyên vô giá để chữa trị nhiều căn bệnh, từ ung thư, tiểu đường, đột quỵ, Alzheimer cho đến thay thế mô và các nội tạng bị hỏng hóc trong cơ thể.
Trẻ hóa làn da chỉ là một trong số những ứng dụng cơ bản của liệu pháp tế bào gốc.
Tiến sĩ, bác sĩ người Nhật Shinya Yamanaka.
Tuy nhiên, đi từ lý thuyết đến thực hành không phải lúc nào cũng là một con đường thẳng dễ dàng. Vấn đề với phương pháp của Yamanaka là nếu bạn biến tế bào trưởng thành trở về dạng tế bào gốc đa năng, chúng cũng sẽ mất đi danh tính và chức năng cụ thể của mình.
Ví dụ, giả sử bạn muốn biến những tế bào da đã nhăn nheo ở tuổi 50 trở về năm 20 tuổi, phương pháp của Yamanaka là biến tế bào đó về tận mốc tế bào gốc đa năng, nghĩa là khi chúng còn là bào thai 0 tuổi, rồi mới biệt hóa chúng trở thành tế bào da trở lại.
Nếu quá trình biệt hóa thất bại, tế bào gốc đa năng có thể trở thành bất kỳ một loại tế bào nào khác, như tế bào hồng cầu, tế bào đường ruột hoặc tế bào thần kinh… Chắc chắn bạn sẽ không muốn làn da của mình trở thành một đống hỗn độn như vậy đúng không?
Trong trường hợp tệ hơn, các tế bào gốc có thể trở thành tế bào ung thư.
Vậy làm thế nào để ngăn chặn điều này?
Với nghiên cứu mới được thực hiện bởi các nhà khoa học đến từ Viện Babraham, Anh Quốc, họ đã tìm ra được cách.
"Trong một thập kỷ qua, chúng ta đã biết thêm nhiều điều về quá trình lão hóa ở cấp độ phân tử. Nó tạo tiền đề cho các kỹ thuật giúp các nhà nghiên cứu như chúng tôi đo lường được những thay đổi sinh học liên quan đến tuổi tác trong tế bào người", nhà sinh vật học Diljeet Gill, tác giả chính nghiên cứu cho biết.
"Chúng tôi có thể áp dụng điều này vào thử nghiệm của mình để xác định mức độ tái lập trình mà phương pháp mới của chúng tôi đạt được".
Các tế bào da được tái lập trình để trẻ lại trong nghiên cứu của Diljeet Gill.
Cụ thể, khi các tế bào trên đường tái lập trình lại thành tế bào gốc, Gill đã có thể đo đạc được chính xác thời điểm nào mà anh nên "nhấn phanh" để dừng chúng lại. Đối với các tế bào da, đó là ngày thứ 13 của thí nghiệm, thay vì ngày thứ 50 như trong phương pháp của Yamanaka.
Gill gọi phương pháp của mình là "tái lập trình một phần tế bào trưởng thành", bởi các tế bào da khi quay ngược thời gian để trẻ lại đến độ vừa phải, chúng vẫn giữ được hình dáng và chức năng của tế bào da.
Để kiểm tra xem những tế bào này đã quay lại thời gian bao nhiêu năm, Gill đã dùng một loạt các xét nghiệm, bao gồm xét nghiệm đồng hồ biểu sinh (tìm kiếm các thẻ hóa học cho biết tuổi của tế bào), xét nghiệm bộ phiên mã (đọc gen do tế bào tạo ra).
Kết quả cho thấy các tế bào da này đã thực sự quay trở lại tuổi sinh học tương đương 3 thập kỷ. Với việc trẻ hơn tới 30 tuổi, các tế bào da được tái lập trình một phần cũng sản sinh ra nhiều collagen hơn. Đây là protein quan trọng giúp làn da bạn căng tràn trở lại và xóa bỏ những nếp nhăn.
Một làn da nhiều collagen hơn cũng có nghĩa khi nó gặp phải các vết thương, da sẽ nhanh chóng liền lại hơn và không để lại sẹo.
"Chúng tôi đã chứng minh rằng các tế bào có thể được trẻ hóa mà không bị mất đi chức năng của chúng. Và sự trẻ hóa đó còn giúp khôi phục một số chức năng cho các tế bào già cỗi", Gill cho biết.
"Thực tế, chúng tôi cũng đã quan sát thấy sự đảo ngược của các chỉ số lão hóa bên trong các gen liên quan đến bệnh tật, điều đặc biệt hứa hẹn khi nói đến những ứng dụng trong tương lai của nghiên cứu này".
Có rất nhiều vấn đề sức khỏe liên quan đến tuổi tác khi chúng ta già đi - từ bệnh tim mạch cho đến bệnh Alzheimer. Nếu chúng ta có thể đảo ngược được quá trình lão hoá, về cơ bản, chúng ta cũng có thể giải quyết tất cả các căn bệnh này.
Vì vậy, Gill cho biết một trong những bước tiếp theo anh sẽ làm là thử áp dụng phương pháp tái lập trình một phần tế bào trưởng thành này sang cho các loại tế bào khác trên cơ thể.
"Cuối cùng, chúng tôi hi vọng sẽ có thể xác định được các gen trẻ hóa mà không cần lập trình lại toàn bộ tế bào. Chỉ cần nhắm mục tiêu cụ thể vào những gen ấy, chúng tôi có thể giúp làm chậm và giảm tác động của quá trình lão hoá", Wolf Reik, một nhà sinh học phân tử đến từ Viện Babraham cho biết thêm.
"Cách tiếp cận này hứa hẹn sẽ mang tới những khám phá có giá trị, có thể mở ra cả một chân trời mới đáng kinh ngạc trong y học".
Tham khảo Sciencealert, Theguadian