Phát hiện nguyên nhân thúc đẩy lão hóa ẩn sâu bên trong tủy xương

Xương không chỉ giữ vai trò nâng đỡ cơ thể mà bên trong nhiều đốt xương còn chứa tủy xương, nơi hoạt động như một nhà máy sản xuất tế bào máu và tế bào miễn dịch. Các tế bào miễn dịch sau khi được tạo ra tại đây sẽ đi vào dòng máu rồi di chuyển tới cơ bắp, phổi, não và nhiều cơ quan khác. 

Điều này đồng nghĩa với việc khi các tế bào gốc tạo ra chúng trở nên già đi, tác động tiêu cực không chỉ gói gọn bên trong khung xương.

Tủy xương hoạt động như một nhà máy sản xuất tế bào máu và tế bào miễn dịch. Hình minh họa: Northwell Health

Công bố trên tạp chí Nature Aging, công trình nghiên cứu mới cho thấy các tế bào gốc máu lão hóa có thể góp phần làm xuất hiện những dấu hiệu tuổi tác ở nhiều bộ phận khác bằng cách sản sinh ra các tế bào miễn dịch thúc đẩy viêm.

Giải mã vai trò của SIRT3

Phản ứng viêm vốn là cơ chế phòng vệ ngắn hạn của cơ thể trước nhiễm trùng hoặc thương tổn. Tuy nhiên, nếu tình trạng này kéo dài ở mức độ nhẹ trong nhiều năm, nó có thể âm thầm gây tổn thương các mô khỏe mạnh.

Nhằm làm rõ liệu tế bào gốc máu già đi chỉ đơn thuần phản ánh sự lão hóa hay trực tiếp tham gia thúc đẩy suy thoái ở các cơ quan xa, nhóm nghiên cứu đã tập trung vào loại protein mang tên SIRT3. 

Đây là thành phần trợ lực cho các cấu trúc sản xuất năng lượng bên trong tế bào hoạt động bình thường cũng như ứng phó với căng thẳng. Đáng chú ý, nồng độ SIRT3 trong tế bào gốc máu ở cả chuột và con người đều có xu hướng giảm dần theo tuổi tác.

Để kiểm chứng giả thuyết, các nhà khoa học đã biến đổi gen tế bào gốc máu của chuột nhằm tăng cường sản xuất SIRT3. Họ tiến hành ghép các tế bào này hoặc những tế bào chưa qua biến đổi vào nhóm chuột trẻ bị tổn thương hệ miễn dịch để tái tạo hệ thống máu. 

Theo dõi đến khi chuột đạt mốc 2 tuổi, thời điểm được xem là già ở loài động vật này, các chuyên gia nhận thấy những con chuột mang tế bào gốc tăng cường SIRT3 có ít tế bào miễn dịch thúc đẩy viêm hơn.

Những con chuột mang tế bào gốc tăng cường SIRT3 có ít tế bào miễn dịch thúc đẩy viêm hơn. Ảnh minh họa: Evgenyi_Eg/iStock

Khác biệt không dừng lại ở chỉ số máu, mà còn biểu hiện ở việc nhóm chuột này thể hiện khả năng vận động vượt trội hơn hẳn. Chúng chạy xa hơn, bám trụ lâu hơn trên lưới lật ngược, đạt kết quả tốt hơn trong các bài kiểm tra trí nhớ, kiểm soát đường huyết hiệu quả và sở hữu lá phổi khỏe mạnh hơn.

Tuy nhiên, thí nghiệm ghép tủy đơn thuần chưa thể khẳng định liệu chính các tế bào miễn dịch được tạo ra có mang lại hiệu ứng tích cực tới những mô ở xa hay không. 

Do đó, nhóm nghiên cứu tiếp tục chuyển các tế bào miễn dịch sinh ra từ tế bào gốc tăng cường SIRT3 sang một nhóm chuột trẻ khác. Kết quả thu được cho thấy những con chuột này cũng cải thiện rõ rệt về chức năng cơ bắp, khả năng kiểm soát đường huyết và cấu trúc phổi.

Từ "kẻ phản ánh" đến "tác nhân trực tiếp" 

Chia sẻ với trang tin ScienceAlert, nhà sinh học Danica Chen từ Đại học California cơ sở Berkeley (Mỹ) nhấn mạnh bằng chứng mạnh mẽ nhất đến từ chính các thí nghiệm cấy ghép và truyền tế bào này. 

Kết hợp hai thử nghiệm, các nhà nghiên cứu kết luận những thay đổi bắt đầu từ tế bào gốc máu có thể vươn tới các cơ quan xa thông qua những tế bào miễn dịch do chúng sản xuất. 

Phân tích sâu hơn cho thấy, SIRT3 ngăn tế bào gốc máu rơi vào cái bẫy sản xuất quá nhiều tế bào miễn dịch gây viêm, đồng thời việc gia tăng nồng độ protein này sẽ làm suy yếu mô hình độc hại nói trên.

Những thay đổi bắt đầu từ tế bào gốc máu có thể vươn tới các cơ quan xa thông qua những tế bào miễn dịch do chúng sản xuất. Hình minh họa: Dr. Jill

Dù mở ra góc nhìn mới về vai trò của hệ tạo máu đối với quá trình già đi, các chuyên gia vẫn đưa ra khuyến cáo cẩn trọng. Thí nghiệm mới chỉ dừng ở chuột với các tế bào gốc biến đổi gen, chưa kể quá trình chuẩn bị trước khi ghép tủy xương bản thân nó cũng có thể ảnh hưởng đến vật nuôi. 

Bên cạnh đó, nghiên cứu mới dừng lại ở việc đánh giá một số chỉ số sức khỏe chọn lọc và chưa chứng minh việc tăng SIRT3 sẽ làm chậm lão hóa hay kéo dài tuổi thọ ở người. "Câu hỏi đầu tiên là liệu cơ chế mà chúng ta phát hiện trên chuột có được bảo tồn ở người hay không", bà Danica Chen cho hay. 

Do vậy, giới nghiên cứu cần làm rõ liệu sự suy giảm hoạt động của SIRT3 ở người có khiến tế bào gốc máu sản sinh ra nhiều tế bào miễn dịch thúc đẩy viêm hay không. 

Nếu mối liên hệ này được xác nhận, tế bào gốc máu có thể trở thành mục tiêu hứa hẹn trong việc giảm tình trạng viêm liên quan đến tuổi tác trên toàn bộ cơ thể. Thử nghiệm trên chuột đã chứng minh một thực tế quan trọng rằng, tế bào gốc máu lão hóa không chỉ thụ động phản ánh sự suy thoái mà đang trực tiếp tham gia vào quá trình đó.