Phát hiện bất ngờ: Tóc bạc là cơ chế chống ung thư

Giờ chúng ta đã hiểu vì sao con người càng sống lâu, tóc càng bạc

Một loạt thí nghiệm trên chuột cho thấy chúng ta đã tiến hóa để loại bỏ những tế bào có nguy cơ sinh ung thư, dù cái giá phải trả là mất đi màu tóc.

Các tế bào trong cơ thể thường xuyên hứng chịu những “tổn thương gien độc hại” — tức những hư hại DNA gây ra bởi nhiều yếu tố môi trường khác nhau. Trong số đó, tế bào da chịu tác động mạnh nhất, bởi chúng là lớp khiên bảo vệ cơ quan nội tạng khỏi thế giới bên ngoài.

Tổn thương DNA không chỉ góp phần vào quá trình lão hóa tế bào, mà còn thúc đẩy sự phát triển của ung thư. Tuy nhiên, các loại chất độc gien cụ thể, tín hiệu sinh học và cơ chế tế bào liên quan đến những biểu hiện vật lý của tuổi già vẫn chưa được hiểu rõ.

Những quan sát từ thí nghiệm với chuột

Nghiên cứu mới tập trung vào melanoma (u hắc tố) - một loại ung thư da phổ biến, bắt nguồn từ tế bào hắc tố (melanocytes), là những tế bào chuyên sản sinh melanin, sắc tố quyết định màu da và tóc.

Những tế bào hắc tố này lại có nguồn gốc từ tế bào gốc melanocyte (McSCs) nằm trong nang lông của da động vật có vú, nơi chúng thường xuyên tái sinh để duy trì sắc tố cho da và tóc.

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng chuột để phân tích biểu hiện gien trong mô da, nhằm theo dõi số phận của các tế bào McSC khi chịu những loại tổn thương DNA khác nhau.

Khi xảy ra tổn thương dạng đứt gãy sợi kép DNA (double-strand break), tức cả hai chuỗi xoắn kép DNA bị cắt đứt, nhóm nghiên cứu phát hiện một phản ứng đặc biệt: Các tế bào McSC biệt hóa không thể đảo ngược rồi biến mất, khiến lông chuột chuyển sang màu xám.

Hiện tượng này gọi là “seno-differentiation” (biệt hóa gắn liền với lão hóa tế bào), được kích hoạt bởi con đường tín hiệu p53-p21, vốn có vai trò điều tiết chu kỳ tế bào.

Ngược lại, khi chuột bị phơi nhiễm tia cực tím UVB hoặc hóa chất gây ung thư 7,12-dimethylbenz(a)anthracene (DMBA) - một tác nhân thường được dùng để kích thích khối u trong nghiên cứu y học - thì phản ứng lại hoàn toàn khác.

Dù DNA của các tế bào McSC bị tổn thương, chúng vẫn tránh được quá trình biệt hóa như trên, duy trì khả năng tự tái tạo và nhân bản vô hạn. Nói cách khác, thay vì “tự loại bỏ”, các tế bào này tiếp tục sinh sôi, và tiềm ẩn nguy cơ hình thành khối u.

Hiện tượng này được thúc đẩy bởi một loại cytokine gọi là “stem cell factor” (SCF), có nhiệm vụ dẫn đường cho tế bào hắc tố di chuyển đến đúng vị trí trong da. SCF được tiết ra trong môi trường vi mô của tế bào gốc, và cũng chính nó ức chế quá trình seno-differentiation, khiến các tế bào tổn thương tiếp tục tồn tại thay vì bị loại bỏ.

Các nhà sinh học lý giải

Giáo sư Emi Nishimura, nhà sinh học tại Đại học Tokyo và là tác giả chính của nghiên cứu, cho biết: “Những phát hiện này cho thấy cùng một nhóm tế bào gốc có thể đi theo hai con đường trái ngược, hoặc cạn kiệt, hoặc sinh sôi, tùy thuộc vào loại áp lực và tín hiệu vi môi trường”.

Bà nói thêm: “Điều này giúp chúng ta hiểu rằng tóc bạc và ung thư da melanoma không phải là hai hiện tượng tách biệt, mà là hai kết quả khác nhau của cùng một phản ứng căng thẳng ở tế bào gốc”.

Tất nhiên, điều này không có nghĩa tóc bạc trực tiếp giúp ngăn ngừa ung thư. Tóc bạc chỉ là hệ quả của quá trình seno-differentiation, một cơ chế bảo vệ trong đó cơ thể chủ động loại bỏ những tế bào có thể biến đổi thành ung thư.

Ngược lại, khi quá trình này không diễn ra, các tế bào gốc melanocyte bị hư hại vẫn sống sót và nhân đôi, làm tăng nguy cơ phát triển melanoma.

Các nhà nghiên cứu nhấn mạnh rằng cần thêm nhiều công trình khác để làm sáng tỏ cơ chế này ở người, nhưng phát hiện này đã mở ra một bước tiến lớn trong hiểu biết về mối liên hệ giữa lão hóa mô và ung thư.

Kết quả nghiên cứu cho thấy: việc mất màu tóc - tóc trắng - tưởng như chỉ là dấu hiệu của tuổi già, có thể là một chiến lược tiến hóa tinh vi, giúp cơ thể loại bỏ sớm những tế bào mang nguy cơ ung thư.

Khoa học về màu tóc con người

Màu tóc là một trong những đặc điểm nổi bật nhất của con người, tạo nên sự đa dạng trên toàn thế giới. Màu sắc này không phải do yếu tố bên ngoài mà được quyết định hoàn toàn bởi yếu tố sinh học: Melanin - sắc tố tự nhiên được sản xuất trong các tế bào melanocyte nằm trong nang tóc.

Có hai loại Melanin chính quyết định phổ màu tóc. Thứ nhất là Eumelanin (sắc tố tối) quyết định các tông màu đen và nâu. Lượng Eumelanin càng nhiều, tóc càng đen và sẫm màu. Thứ hai là Pheomelanin (sắc tố sáng/đỏ) quyết định các tông màu vàng và đỏ/cam.

Sự kết hợp và tỷ lệ của hai loại Melanin này tạo ra 5 màu tóc tự nhiên cơ bản trên thế giới:

Đen (Black): Màu phổ biến nhất, với hàm lượng Eumelanin cao nhất.

Nâu (Brown): Kết hợp lượng Eumelanin vừa phải và một ít Pheomelanin.

Vàng (Blonde): Có hàm lượng Eumelanin thấp.

Đỏ (Red/Ginger): Màu hiếm nhất (chỉ khoảng 1-2% dân số), được tạo ra bởi sự hoạt động mạnh mẽ của Pheomelanin do đột biến gen MC1R.

Trắng/xám (White/Gray): Không phải là một màu sắc tố, mà là kết quả của việc nang tóc ngừng sản xuất melanin theo thời gian hoặc do di truyền.

Màu tóc cũng có thể thay đổi do môi trường (ví dụ: tóc sáng màu hơn khi tiếp xúc với ánh nắng), nhưng yếu tố chính vẫn là Di truyền. Một bộ gien phức tạp sẽ điều chỉnh lượng và loại melanin được sản xuất, tạo nên vô số sắc thái màu tóc độc đáo cho mỗi cá thể. Sự đa dạng màu tóc này không chỉ là vẻ đẹp bề ngoài mà còn là bằng chứng sinh động cho sự phong phú trong hệ gien của loài người.

Bùi Tú