Vì sao voi sống lâu và ít bị ung thư?

Loài voi sống lâu và rất ít bị ung thư -independent.co.uk

Lập luận của tiến sĩ Peto rất đơn giản: mỗi khi tế bào phân chia, có một khả năng nhỏ là nó sẽ bị đột biến. Các tế bào tích tụ những đột biến này có thể trở thành những tế bào ung thư. Một loài động vật càng lớn thì càng có nhiều tế bào và sống càng lâu thì số lần phân chia tế bào càng nhiều. Con người chúng ta trải qua số lần phân chia tế bào gấp khoảng 10.000 lần so với loài chuột, tức trên lý thuyết chúng ta dễ bị ung thư hơn.

Gen p53 chống ung thư

Nhưng trên thực tế con người và chuột lại có nguy cơ mắc ung thư gần bằng nhất, điều sau này được giới khoa học gọi là nghịch lý Peto. Nhiều nhà khoa học đã cho rằng những loài động vật to lớn nhưng sống lâu đã phát triển được các loại vũ khí chống ung thư hữu hiệu. Họ lập luận nếu điều này đúng thì trong cơ thể những loài này hẳn có tiềm ẩn loại thuốc chữa ung thư mà con người đang tìm kiếm.

“Mọi con voi con lẽ ra phải chết vì ung thư ruột vào năm 3 tuổi” - tiến sĩ Joshua D. Schiffman, một chuyên gia về ung thư ở trẻ em tại Viện nghiên cứu ung thư Huntsman, Đại học Utah (Mỹ), bình luận. Viết trên tạp chí chuyên ngành JAMA trong một nghiên cứu tuần trước, tiến sĩ Schiffman và các cộng sự cho biết loài voi có thể là những chiến sĩ chống ung thư ngoại hạng với một loại tế bào đặc biệt nhằm tiêu diệt những tế bào đã hư hại.

Độc lập với nhóm trên, Vincent J. Lynch, một nhà sinh học tiến hóa ở Đại học Chicago (Mỹ), và các cộng sự cũng đã đi tới kết luận tương tự. Nghiên cứu của họ được đăng tải tuần rồi trên trang mạng chuyên ngành bioRxiv và tạp chí eLife.

Tiến sĩ Schiffman và các cộng sự phát hiện trong nghiên cứu của mình rằng loài voi có tỉ lệ mắc ung thư cực thấp. Họ đã xem xét hồ sơ ở sở thú về cái chết của 644 con voi và thấy không tới 5% chết vì bệnh ung thư. Tỉ lệ đó ở người hiện là từ 11-25% dù voi nặng hơn người tới cả trăm lần.

Để tìm hiểu cơ chế phòng vệ ung thư ở loài voi, các nhà khoa học đã nghiên cứu một gen rất quan trọng với việc phòng ngừa ung thư, gen p53. Gen này theo dõi quá trình phân chia của các tế bào. Trong một số trường hợp, nó can thiệp sửa chữa lại tế bào. Trong những trường hợp khác, p53 ngăn không cho tế bào hư hại phân chia nữa, thậm chí còn có thể buộc những tế bào đã đột biến “tự sát”.

Một dấu hiệu cho thấy tầm quan trọng của gen p53 là những người sinh ra bị khuyết tật gen này. Bệnh này được gọi là hội chứng Li-Fraumeni, khiến khả năng bị ung thư tăng lên hơn 90%. Nhiều người bị hội chứng Li-Fraumeni mắc bệnh ung thư khi còn nhỏ và có thể mắc nhiều chứng ung thư khác nhau trong đời.

Tiến sĩ Schiffman và các cộng sự của ông phát hiện những con voi đã phát triển các phiên bản khác nhau của gen p53. Trong khi con người chỉ có một cặp gen p53, ở loài voi có tới 20 cặp gen dạng này! Tiến sĩ Lynch và các cộng sự cũng đã đưa ra kết luận tương tự. Để tìm hiểu quá trình tiến hóa ở loài voi, các nhà nghiên cứu đã thực hiện so sánh quy mô lớn giữa loài voi và các loài có vú khác, bao gồm những họ hàng đã tuyệt chủng của voi hiện đại như voi mamút và voi răng mấu, mà ADN còn được lưu lại trong các hóa thạch.

Tiến sĩ Lynch cho biết những tổ tiên nhỏ bé hơn của loài voi chỉ có một cặp gen p53, giống như nhiều loài có vú khác, nhưng khi loài voi tiến hóa theo hướng cơ thể lớn dần, các cặp gen p53 cũng xuất hiện nhiều hơn. “Đây là điều rất đặc biệt trong di truyền ở loài voi” - tiến sĩ Lynch nói.

Để tìm hiểu những cặp gen p53 thêm vào tạo ra sự khác biệt thế nào trong việc chống lại bệnh ung thư, cả hai nhóm nghiên cứu đã tiến hành các thí nghiệm trên tế bào của voi. Tiến sĩ Schiffman và các cộng sự đã tấn công dữ dội các tế bào voi bằng phóng xạ và các hóa chất hủy hoại ADN, trong khi nhóm của tiến sĩ Lynch sử dụng các hóa chất và tia cực tím.

Học từ tự nhiên

Trong mọi trường hợp, tế bào của voi phản xạ theo cùng một cách: thay vì tìm cách sửa chữa những sai sót, đơn giản là chúng tự hủy. Tiến sĩ Schiffman nói phản ứng kiểu này là có một không hai, và rất hiệu quả để ngăn chặn bệnh ung thư. “Như thể là chúng tuyên bố: Chúng ta là voi, chúng ta thiếu gì tế bào” - tiến sĩ Schiffman nói.

Patricia Muller, một chuyên gia về ung thư ở khoa độc học Đại học Leicester (Anh), không tham gia hai nghiên cứu nói trên. Bà nói rằng những kết quả dù rất ấn tượng nhưng chưa xác định được chính xác cơ chế mà loài voi dùng gen p53 để chống lại bệnh ung thư. Một khả năng là không phải số lượng tăng thêm của gen này khiến các tế bào tự hủy, mà là do cấu tạo của gen. “Rất thú vị nhưng cần phải làm rõ cơ chế” - bà Muller nói.

Bà cũng cho rằng phải hiểu chính xác cách voi chống lại bệnh ung thư trước khi bắt chước điều đó ở người. Các thí nghiệm, trong đó chuột được cấy thêm các gen p53, cho thấy một vấn đề khác: chúng già đi nhanh hơn. “Cần sự kiểm soát rất chặt” - tiến sĩ Muller nói.

Tiến sĩ Schiffman giờ đang nghiên cứu cách ứng dụng những phát hiện mới ở loài voi vào việc điều trị bệnh ung thư ở người. Nhưng ông nói sẽ hữu ích nếu tìm hiểu các loài động vật lớn hay sống lâu khác. Chẳng hạn loài chuột chũi Đông Phi sống tới 30 tuổi và không bao giờ bị ung thư. Vũ khí của chúng là một loại protein làm chậm lại tốc độ phân chia của tế bào.

Đây là một giải pháp hoàn toàn khác so với loài voi. Tiến sĩ Schiffman còn cho rằng có thể tìm thấy cả ví dụ ở những loài vẹt, rùa và cá voi. “Cuộc chiến chống ung thư đã kéo dài từ rất lâu trước khi có con người. Vì thế tại sao không tìm hiểu những chiến lược của giới tự nhiên” - ông nói.■