Tiềm năng y học và vũ trụ của nghiên cứu 'tạm dừng' hoại tử tế bào

Nghiên cứu này thách thức các quan điểm trước đây, tập hợp bằng chứng từ nhiều lĩnh vực như sinh học ung thư, y học tái tạo, bệnh thận và sức khỏe không gian để khẳng định rằng hoại tử tế bào không chỉ đơn thuần là điểm kết thúc mà còn là một động lực chính của quá trình lão hóa, mở ra cơ hội cho các biện pháp can thiệp.

Tế bào là đơn vị cơ bản của sự sống và có thể chết theo nhiều cách. Các hình thức "chết tế bào theo chương trình" là những quá trình có lợi, được điều phối cẩn thận để các mô tự làm mới và hoạt động tốt. Ngược lại, "chết tế bào không theo chương trình" hay hoại tử là một quá trình không kiểm soát và mang tính thảm họa, dẫn đến thoái hóa mô và suy giảm sinh học.

Trung tâm của quá trình hoại tử là canxi. Bình thường, nồng độ canxi bên ngoài tế bào cao hơn bên trong từ 10.000 đến 100.000 lần. Khi sự cân bằng này bị phá vỡ, canxi tràn vào tế bào như một sự cố chập điện, đẩy tế bào vào tình trạng hỗn loạn. Không giống như chết theo chương trình, hoại tử khiến tế bào bị vỡ, giải phóng các phân tử độc hại ra các mô xung quanh. Điều này gây ra một phản ứng dây chuyền, dẫn đến viêm nhiễm lan rộng, ảnh hưởng đến việc sửa chữa mô và cuối cùng là sự suy yếu cũng như khởi phát các bệnh mãn tính liên quan đến tuổi tác như bệnh thận, bệnh tim và Alzheimer.

Các nhà nghiên cứu cho rằng hoại tử tế bào từ lâu đã bị bỏ qua vì được coi là giai đoạn cuối cùng của cái chết tế bào. Tuy nhiên, ngày càng có nhiều bằng chứng cho thấy nó là một cơ chế trung tâm mà qua đó sự thoái hóa hệ thống không chỉ phát sinh mà còn lan rộng. Điều này biến nó thành một điểm hội tụ quan trọng của nhiều bệnh lý. Nếu có thể nhắm mục tiêu vào quá trình hoại tử, chúng ta có thể mở ra những phương pháp điều trị hoàn toàn mới cho các bệnh từ suy thận đến bệnh tim, thoái hóa thần kinh và cả chính sự lão hóa.

Hoại tử tế bào có tác động đặc biệt nghiêm trọng và ít được đánh giá đúng mức ở thận. Nó gây ra bệnh thận, có thể dẫn đến suy thận cần ghép tạng hoặc chạy thận nhân tạo. Đến 75 tuổi, gần một nửa số người sẽ mắc một mức độ bệnh thận nào đó như một phần của quá trình lão hóa tự nhiên. Các yếu tố gây căng thẳng cho thận như thiếu oxy, viêm, stress oxy hóa, tích tụ độc tố đều cuối cùng dẫn đến hoại tử, khởi đầu một vòng luẩn quẩn dẫn đến suy thận. Can thiệp vào điểm hoại tử có thể mang lại hiệu quả tương tự như việc ngăn chặn tất cả các yếu tố gây căng thẳng này.

Một lĩnh vực khác mà việc ngăn chặn hoại tử có thể mang lại tác động lớn là du hành không gian. Các phi hành gia thường trải qua quá trình lão hóa nhanh hơn và suy giảm chức năng thận do ảnh hưởng của trọng lực thấp và phơi nhiễm với bức xạ vũ trụ. Việc tìm ra giải pháp cho tình trạng lão hóa nhanh và bệnh thận này có thể là rào cản cuối cùng cho các sứ mệnh thám hiểm không gian sâu của con người.

Giáo sư Damian Bailey từ Đại học South Wales và Chủ tịch Nhóm Công tác Khoa học Đời sống của ESA cho biết: "Nhắm mục tiêu vào hoại tử không chỉ có tiềm năng thay đổi tuổi thọ trên Trái Đất mà còn thúc đẩy các giới hạn của khám phá không gian".

Trong nhiều bệnh liên quan đến tuổi tác ảnh hưởng đến các cơ quan khác nhau như phổi, thận, gan, não và hệ tim mạch, các chuỗi hoại tử không ngừng thúc đẩy sự tiến triển của bệnh, thường đi kèm với suy giảm khả năng chữa lành, dẫn đến xơ hóa, viêm và tổn thương tế bào.

Tiến sĩ Carina Kern, tác giả chính của nghiên cứu, kết luận: "Nếu có thể ngăn chặn hoại tử, dù chỉ là tạm thời, chúng ta có thể chặn đứng các chu kỳ phá hủy này ngay tại 'nguồn', cho phép các quá trình sinh lý bình thường và sự phân chia tế bào tiếp tục, thậm chí có khả năng tái tạo".