Thay đổi huyết tương: Chìa khóa cho khả năng tái tạo của cơ thể

  • Chi tiết bài viết
  • Nhóm nghiên cứu
  • Bài viết liên quan

(Science Daily) Năm 2005, các nhà nghiên cứu ở Đại Học California, Berkeley, đã có một phát hiện bất ngờ rằng việc kết hợp cơ thể của một chuột già và một chuột trẻ (một kỹ thuật gọi là parabiosis), để chúng có thể dùng chung máu và cơ quan bên trong, làm trẻ hóa (rejuvenate) mô và đảo ngược quá trình lão hóa ở chuột già. Phát hiện này đã nhóm lên ý tưởng liệu máu của một cá thể trẻ có thể chứa các loại protein hoặc phân tử đặc biệt nào đó là “suối nguồn của sự tươi trẻ” (fountain of youth) áp dụng cho chuột và có thể giống với cơ thể người.

Nhưng đồng thời, vừa qua nhóm nghiên cứu này tìm ra rằng tác dụng đảo ngược quá trình lão quá tương tự có thể đạt được bằng việc pha loãng (dilute) huyết tương của chuột già mà không cần đến máu của chuột trẻ.

Trong nghiên cứu ấy, nhóm cũng phát hiện rằng việc thay một nửa huyết tương của chuột già bằng hỗn hợp nước muối và albumin – trong đó albumin thay thế cho phần protein bị mất đi khi huyết tương cũ bị lấy đi – có tác dụng trẻ hóa tương tự thậm chí mạnh hơn trên não, gan, và cơ hơn việc ghép với cơ thể trẻ hay thay máu trẻ. Lặp lại quy trình thí nghiệm trên cũng không gây hại cho sức khỏe (detrimental effects) của chuột trẻ.

Hình 1: Nối chuột trẻ với chuột già bằng kỹ thuật parabiosis. Nguồn hình: C&EN.

Phát hiện này đã làm thay đổi mô hình trẻ hóa (model of rejuvenation), đi từ sử dụng máu trẻ (mô hình cũ) và chuyển sang những lợi ích của việc loại bỏ các yếu tố trong máu có khả năng gây hại khi già đi (mô hình mới).

“Có hai cách lý giải cho những thí nghiệm ban đầu của chúng tôi. Thứ nhất, trong thí nghiệm ghép cơ thể chuột, sự trẻ hóa được thúc đẩy bởi máu trẻ, protein và những tác nhân trẻ mà thường bị mất đi khi cơ thể già đi; nhưng cũng có khả năng là, có một sự gia tăng của những loại protein trở nên có hại trong máu khi sinh vật già đi, việc này được loại bỏ hoặc trung hòa bởi cơ thể trẻ được ghép chung.” Giáo sư Irina Conboy là tác giả đầu của bài báo về ghép cơ thể chuột vào năm 2005 và cũng là tác giả chính (corresponding author) của nghiên cứu mới cho biết. “Theo những kết quả khoa học của chúng tôi, cách lý giải thứ hai dường như chính xác hơn. Máu trẻ và các yếu tố khác không cần thiết cho quá trình trẻ hóa mà chính là sự pha loãng máu cũ.”

Ở con người, thành phần của huyết tương có thể được thay thế thông qua một liệu trình lâm sàng được sự chấp thuận của FDA để điều trị bệnh tự miễn gọi là liệu pháp trao đổi huyết tương (therapeutic plasma exchange hay plasmapheresis). Nhóm nghiên cứu hiện đang hoàn thiện các thử nghiệm lâm sàng để xác định xem có thể sử dụng trao đổi huyết tương ở người để cải thiện sức khỏe tổng thể của người già và điều trị các bệnh liên quan đến tuổi bao gồm co thắt cơ (muscle wasting), thoái hóa thần kinh (neuro-degeneration), tiểu đường loại 2 (type 2 diabetes), và suy giảm miễn dịch (immune deregulation).

“Tôi nghĩ sẽ cần thời gian để mọi người loại bỏ ý tưởng rằng trong máu trẻ chứa một loại phân tử trẻ hóa hay những viên đạn bạc (silver bullets) cho sự lão hóa.” Dobri Kiprov, giám đốc y tế của Apheresis Care Group và đồng tác giả của bài báo cho hay. “Tôi hy vọng kết quả của chúng tôi mở ra cơ hội nghiên cứu sâu hơn về việc sử dụng trao đổi huyết tương – không chỉ cho quá trình lão hóa mà còn cho điều hòa miễn dịch.”

Nghiên cứu được xuất bản trực tuyến trên tạp chí Aging.

Một nút “reset” cấp độ phân tử

Đầu những năm 2000, Irina Conboy và chồng cũng là cộng sự nghiên cứu, Michael Conboy, nhà khoa học và giảng viên của Khoa Kỹ Nghệ Sinh Học tại UC Berkeley và đồng tác giả của nghiên cứu mới, cho rằng khả năng tái tạo mô bị tổn thương của cơ thể chúng ta vẫn còn theo ta đến tuổi già ở tế bào gốc, nhưng bằng cách nào đó những tế bào này bị tắt thông qua những thay đổi trong hóa sinh khi chúng ta già đi.

“Chúng tôi đã có ý tưởng rằng sự lão hóa có thể thực sự sôi động hơn mọi người nghĩ”, Conboy nói. “Chúng tôi nghĩ rằng nó có thể được gây ra bởi sự suy giảm nhất thời (transient declines) và có thể đảo ngược trong quá trình tái tạo, do đó, ngay cả khi ai đó đã rất già, khả năng xây dựng các mô mới trong các cơ quan có thể được phục hồi về mức trẻ cơ bản bằng cách thay thế các tế bào và mô bị hỏng bằng những mô hay tế bào khỏe mạnh, và khả năng này được điều chỉnh một cách phản tác dụng thông qua một số chất cụ thể thay đổi theo tuổi tác.”

Sau khi Conboys công bố công trình đột phá năm 2005 của họ, cho thấy việc tạo ra cặp ghép dính liền từ chuột già và chuột trẻ đã đảo ngược nhiều dấu hiệu lão hóa ở chuột già, nhiều nhà nghiên cứu đã cho rằng một số protein cụ thể nào đó trong máu trẻ có thể là chìa khóa để mở khóa khả năng tái sinh tiềm ẩn của cơ thể.

Tuy nhiên, trong báo cáo ban đầu, và trong một nghiên cứu gần đây hơn, khi máu được trao đổi giữa động vật trẻ và già sau khi ghép cơ thể, động vật trẻ có dấu hiệu lão hóa. Những kết quả này chỉ ra rằng máu trẻ lưu thông qua các tĩnh mạch trẻ không thể cạnh tranh với máu già.

Do đó, vợ chồng Conboy đã theo đuổi ý tưởng rằng sự tích tụ của một số protein theo tuổi tác chính là chất ức chế chủ chốt của việc duy trì và sửa chữa mô, việc pha loãng các protein này bằng trao đổi máu có thể là cơ chế đằng sau kết quả nghiên cứu ban đầu. Nếu đúng, điều này sẽ gợi ý một cách khác, an toàn hơn để can thiệp lâm sàng thành công: Thay vì thêm protein từ máu trẻ, có thể gây hại cho bệnh nhân, việc pha loãng những protein gia tăng theo tuổi có thể có tác dụng trị liệu, đồng thời cho phép việc tăng protein trẻ bằng cách loại bỏ các yếu tố có thể ức chế chúng.

Để kiểm tra giả thuyết này, Conboys và các đồng nghiệp của họ đã nảy ra ý tưởng thực hiện trao đổi máu “trung tính” (neutral blood exchange). Thay vì trao đổi máu của một chú chuột với cá thể trẻ hơn hoặc già hơn, họ chỉ cần làm loãng huyết tương bằng cách hoán đổi một phần huyết tương của động vật bằng dung dịch chứa thành phần cơ bản nhất của huyết tương: nước muối và một loại protein gọi là albumin. Albumin có trong dung dịch, đơn giản chỉ cung cấp lại lượng protein dồi dào này, cần thiết cho sức khỏe sinh lý và sinh hóa của máu, đã bị mất khi thay thế một nửa huyết tương.

“Chúng tôi đã nghĩ: ‘Điều gì sẽ xảy ra nếu chúng ta có máu tuổi trung tính, một loại máu không trẻ cũng không già?'” Michael Conboy nói. “Chúng tôi sẽ trao đổi máu bằng loại máu đó, và xem liệu điều này có còn cải thiện cho sinh vật già không. Điều đó có nghĩa là bằng cách pha loãng những chất xấu trong máu cũ, nó sẽ làm cho con vật tốt hơn. Và nếu con vật trẻ trở nên tồi tệ hơn, thì điều đó sẽ có nghĩa là pha loãng những chất tốt trong con vật trẻ làm chúng trở nên tồi tệ hơn.”

Sau khi khám phá ra rằng sự trao đổi máu trung tính đã cải thiện đáng kể sức khỏe của những con chuột già, nhóm nghiên cứu đã tiến hành phân tích hệ protein trên huyết tương của động vật để tìm hiểu làm thế nào các protein trong máu của chúng thay đổi theo quy trình trao đổi máu. Các nhà nghiên cứu đã thực hiện một phân tích tương tự về huyết tương từ những người đã trải qua trị liệu trao đổi huyết tương.

Họ phát hiện ra rằng quá trình trao đổi huyết tương hoạt động gần giống như nút “reset” ở hệ phân tử, làm giảm nồng độ của một số protein gây viêm tăng theo tuổi tác, đồng thời cho phép các protein có lợi hơn, như các protein thúc đẩy quá trình tạo mạch máu (vascularization), hồi phục lại với số lượng lớn.

Conboy nói: “Một vài trong số các protein này được đặc biệt quan tâm, chúng ta có thể xem chúng như các ứng cử viên trị liệu và dược phẩm (therapeutic and drug candidates) trong tương lai”. “Nhưng tôi sẽ cảnh báo chống lại hạt đạn bạc. Rất khó để quá trình lão hóa có thể bị đảo ngược bởi những thay đổi ở bất kỳ một loại protein nào. Trong thí nghiệm của chúng tôi, chúng tôi thấy rằng chúng tôi có thể thực hiện một quy trình tương đối đơn giản và được FDA chấp thuận, nhưng nó đã thay đổi đồng thời mức độ của nhiều protein theo đúng hướng.”

Trị liệu trao đổi huyết tương ở người duy trì được khoảng hai đến ba giờ và không có hoặc có tác dụng phụ nhẹ, Kiprov, một người sử dụng quy trình này trong thử nghiệm lâm sàng cho biết. Nhóm nghiên cứu sắp tiến hành các thử nghiệm lâm sàng để hiểu rõ hơn về cách tốt nhất mà trị liệu trao đổi máu có thể được áp dụng để điều trị những bệnh về lão hóa ở người.

Hồ Ngọc Phương Dung (chuyển ngữ)

Bài báo:

  1. Melod Mehdipour, Colin Skinner, Nathan Wong, Michael Lieb, Chao Liu, Jessy Etienne, Cameron Kato, Dobri Kiprov, Michael J. Conboy, Irina M. Conboy. Rejuvenation of three germ layers tissues by exchanging old blood plasma with saline-albumin. Aging, 2020
  2. University of California – Berkeley. Diluting blood plasma rejuvenates tissue, reverses aging in mice: Plasma exchange could be the key to unlocking the body’s regenerative capacities. ScienceDaily, 15 June 2020.
Ý Kiến Độc Giả:

Nhóm nghiên cứu: Irina Conboy

G.S. Irina Conboy:

Khoa Bioengineering, University of California Berkeley.

Lab website: http://conboylab.berkeley.edu/