Đột phá chống lại tế bào zombie: Các nhà nghiên cứu tìm ra "điểm yếu bí mật" của tế bào

Tế bào già không chết. Chúng mất khả năng phân chia, nhưng không tự loại bỏ. Thay vào đó, chúng ở lại trong các mô của cơ thể và lan tỏa các yếu tố gây viêm gây hại xung quanh. Đó là tế bào zombie (cellular senescence), một trong những nguyên nhân chính mà chúng ta đã xác định gây lão hóa. Trong nhiều năm, các nhà khoa học đã cố gắng tìm cách loại bỏ chúng, nhưng không thành công. Bây giờ, một nghiên cứu mới được công bố trên Nature Cell Biology của MRC Laboratory of Medical Sciences và Imperial College London, tiết lộ một điểm yếu mới: Protein có tên GPX4, và một cách mới để loại bỏ các tế bào zombie mà không làm tổn thương các tế bào khỏe mạnh.

Cuộc khảo sát khổng lồ: 10.480 phân tử

Nhóm nghiên cứu do nhà khoa học Mariantonietta D'Ambrosio dẫn đầu đã thực hiện một cuộc sàng lọc tự động trên 10.480 phân tử electrophilic (các phân tử có thể liên kết với protein theo một cách độc đáo). Họ đã kiểm tra xem phân tử nào trong số đó tiêu diệt tế bào zombie mà không làm hại tế bào bình thường. Quá trình sàng lọc rộng rãi đã đánh dấu khoảng 38 phân tử ứng cử viên, nhưng chỉ có bốn phân tử được chứng minh là có tác dụng senolytic mạnh và chọn lọc, và ba trong số đó hoạt động thông qua cùng một cơ chế: một phân nhóm của chloroacetamides.

Mục tiêu: GPX4

Sử dụng một công nghệ gọi là activity-based protein profiling, nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra rằng tất cả các phân tử này đều tấn công cùng một mục tiêu: GPX4 (Glutathione Peroxidase 4). Đây là một enzyme có chức năng ngăn chặn sự tích tụ của lipid bị oxy hóa. Nếu không có nó, tế bào sẽ tích tụ tổn thương oxy hóa như lửa lan trong rơm, và cuối cùng chết trong một quá trình đặc biệt gọi là ferroptosis.

Tại sao tế bào zombie phụ thuộc vào GPX4?

Nhóm nghiên cứu đã chỉ ra một điều thú vị: Các tế bào già đang ở trong trạng thái rất nguy hiểm. Chúng:

• Thể hiện mức độ căng thẳng oxy hóa cao
• Tích tụ sắt trong tế bào (Fe2+), thúc đẩy các phản ứng oxy hóa
• Đang ở "ngưỡng ferroptosis"

Nhưng chúng đã sống sót nhờ GPX4. Chúng tăng cường sản xuất protein này như một hình thức bảo vệ. Nếu không có nó, chúng sẽ chết ngay lập tức. Và đây là cơ hội: Nếu chúng ta chặn GPX4, các tế bào già sẽ chết, nhưng các tế bào khỏe mạnh vẫn sống sót.

Bằng chứng khái niệm: Ung thư

Nhóm nghiên cứu đã chứng minh tiềm năng điều trị trong các mô hình của 3 loại ung thư:

1. U hắc tố (ung thư da)
2. Ung thư tuyến tiền liệt
3. Ung thư buồng trứng

Trong tất cả các mô hình, sự kết hợp giữa hóa trị thông thường với chất ức chế GPX4 đã loại bỏ không chỉ các tế bào ung thư ban đầu, mà còn cả các tế bào ung thư già chịu trách nhiệm cho việc "tái cấu trúc" khối u và kháng thuốc.

Tại sao điều này lại quan trọng?

Tế bào zombie có liên quan đến hầu hết các bệnh lão hóa:

• Viêm xương khớp
• Tiểu đường loại 2
• Alzheimer và Parkinson
• Xơ phổi
• Bệnh tim
• Ung thư (như nghiên cứu đã chỉ ra)

Senolytic (thuốc loại bỏ tế bào zombie) là một trong những lĩnh vực nóng nhất trong nghiên cứu lão hóa. Nhưng các senolytic hiện có, như Dasatinib + Quercetin (D+Q), không đủ đặc hiệu và gây ra tác dụng phụ. Phương pháp GPX4 chính xác hơn và dự kiến sẽ an toàn hơn.

Các bước tiếp theo

Các nhà nghiên cứu lưu ý rằng vẫn còn một số câu hỏi mở trước khi có thể nói về điều trị. Các bước tiếp theo mà họ mô tả:

• Hiểu tác động lên hệ thống miễn dịch, và đặc biệt là liệu phương pháp điều trị có "đánh thức" mặt tốt của hệ thống miễn dịch (như tế bào T và tế bào NK) giúp tấn công khối u hay không
• Xác định loại ung thư nào và bệnh nhân cụ thể nào có thể đáp ứng tốt hơn với điều trị
• Kiểm tra sự kết hợp với hóa trị để tận dụng các tế bào già mà chính phương pháp điều trị tạo ra

Điều quan trọng cần nhớ: Đây là giai đoạn đầu của nghiên cứu, đã được chứng minh trên tế bào và mô hình động vật, chứ không phải trên người. Con đường đến điều trị lâm sàng vẫn còn dài, nhưng hướng đi này đầy hứa hẹn.

Kết luận

Chúng ta đang dần hiểu thêm về tế bào zombie. Và mỗi hiểu biết mới là một cơ hội để điều trị. Việc phát hiện ra GPX4 là "điểm yếu bí mật" của chúng là một bước tiến lớn hướng tới các phương pháp điều trị có thể thêm những năm tháng khỏe mạnh vào cuộc sống của chúng ta, không chỉ dừng lại bệnh tật.