Phát hiện này không chỉ mở ra triển vọng thúc đẩy lành vết thương, mà còn giúp lý giải vì sao một số khối u tái phát với mức độ hung hãn và kháng điều trị cao hơn.
Nghiên cứu công bố trên tạp chí Nature Communications cho thấy caspase, nhóm enzyme vốn được biết đến là “kẻ hành quyết” trong quá trình tế bào tự chết (apoptosis), có thể giúp một số tế bào tránh khỏi cái chết, từ đó kích hoạt quá trình tái tạo mô và tăng khả năng chống chịu. Tuy nhiên, các tế bào ung thư có thể lợi dụng chính cơ chế này để tồn tại và phát triển.
Khả năng “tăng sinh bù trừ”, mô tái tạo mạnh mẽ sau tổn thương được ghi nhận từ thập niên 1970, khi ấu trùng ruồi giấm có thể tái tạo cánh sau khi bị chiếu xạ liều cao. Dù hiện tượng này đã được quan sát ở nhiều loài, kể cả con người, nhưng nền tảng phân tử của nó vẫn là dấu hỏi.
Trong nghiên cứu mới được tiến hành tại phòng thí nghiệm của Giáo sư Eli Arama (Khoa Di truyền Phân tử, Weizmann), nhóm nghiên cứu do Tiến sĩ Tslil Braun phụ trách đã tái hiện thí nghiệm chiếu xạ trên ruồi giấm bằng các công cụ di truyền tiên tiến. Nhờ đó, họ lần đầu theo dõi chi tiết những tế bào “bấm nút tự hủy, nhưng vẫn sống sót”.
Cụ thể, nhóm nghiên cứu phát hiện một quần thể tế bào đặc biệt, gọi là DARE, có kích hoạt caspase khởi phát nhưng không dẫn đến việc làm chết tế bào. Những tế bào này không chỉ sống sót mà còn nhân lên nhanh chóng, sửa chữa mô tổn thương và tái tạo gần 50% mô trong vòng 48 giờ. Bên cạnh đó là nhóm NARE, cũng kháng lại quá trình tiêu vong (kháng chết) nhưng không kích hoạt caspase khởi phát; chúng chỉ có thể tái tạo mô khi có sự “dẫn dắt” từ DARE.
Theo GS. Arama, bí quyết sống sót của DARE nằm ở một protein “động cơ phân tử” có khả năng neo caspase khởi phát vào màng tế bào, ngăn nó kích hoạt các caspase “thi hành án”. Khi protein này bị vô hiệu hóa, DARE chết và quá trình tái tạo bị suy giảm. Đáng chú ý, việc hoạt hóa quá mức protein này trước đây đã được liên hệ với sự phát triển khối u, gợi ý một con đường giúp tế bào ung thư né tránh apoptosis.
Nghiên cứu cũng cho thấy khả năng kháng chết được “di truyền” cho thế hệ tế bào sau. Khi mô được chiếu xạ lần hai, số tế bào chết giảm một nửa so với lần đầu; hậu duệ của DARE thậm chí kháng chết cao gấp 7 lần mô ban đầu. Điều này có thể giải thích vì sao các khối u tái phát sau xạ trị thường khó điều trị hơn.
Để tránh tăng trưởng mất kiểm soát, hai quần thể DARE và NARE tạo thành một vòng phản hồi âm: DARE tiết tín hiệu thúc đẩy NARE tăng sinh, trong khi NARE phát tín hiệu kìm hãm DARE. Cơ chế kiểm soát chéo này đảm bảo mô được sửa chữa hiệu quả mà không vượt quá giới hạn.
GS. Arama nhận định: “Những gì học được từ mô hình ruồi giấm thường có giá trị phổ quát. Hiểu rõ cách cân bằng tăng trưởng và khả năng kháng chết ở mô người sẽ giúp lý giải vì sao một số liệu pháp ung thư thất bại, đồng thời mở đường cho các chiến lược vừa ngăn ung thư tái phát vừa thúc đẩy tái tạo mô lành sau chấn thương”.
