Tiến sĩ Tongwen Wang hiện đang giảng dạy tại ĐH Bang Virginia, là người đã dành cả đời để nghiên cứu nhằm tìm ra phương cách chữa ung thư. Ông đã từng có bài phát biểu tại Diễn đàn Boston Future Science, qua đó truyền tải thông điệp rằng cơ chế “tha hóa” của tế bào ung thư cũng giống hệt như lối sống con người.

Tiến sĩ Tongwen Wang

Từ năm 1988 đến nay, TS. Wang đã nghiên cứu sinh học ở nhiều cấp độ: từ giải phẫu học đến mô học, sinh học tế bào, và cuối cùng đến sinh học phân tử. Sau khi lấy bằng tiến sĩ, ông đã bước vào lĩnh vực nghiên cứu ung thư. Cũng giống như nhiều người khác, ông làm nghiên cứu trong lĩnh vực này thông qua quan sát các tế bào trong những hệ thống nhân tạo, đặc biệt là hệ thống trong ống nghiệm, trong các đĩa petri.

Sau đây là một số phát hiện thú vị của ông.

Tế bào bình thường và ung thư hành xử khác nhau như thế nào?

Làm thế nào một tế bào bình thường chuyển thành ung thư? Điều gì đã xảy ra? Một tế bào bình thường tương tác với các yếu tố môi trường để xác định thời điểm nó có thể bước vào giai đoạn tăng trưởng, gọi là chu kỳ tế bào, trong đó bao gồm nhiều giai đoạn khác nhau, được đặt tên G1, S, G2 và M. Giữa mỗi giai đoạn có một cánh cửa. Các tế bào phải đáp ứng được một số yêu cầu thì mới được phát triển tiếp. Những cánh cửa này rất quan trọng, vì nếu một tế bào có gì đó bất ổn, những cánh cửa sẽ khởi tác dụng bảo vệ tế bào bằng cách chặn nó lại ở giai đoạn đó cho đến khi vấn đề được khắc phục.

Nếu vấn đề không được khắc phục, tế bào sẽ kích hoạt hệ thống báo động, dẫn đến một chế độ tự hủy được sắp đặt hoàn hảo đến mức đáng kinh ngạc. Như vậy, một tế bào bình thường hoạt động phù hợp với hệ thống của nó. Khi có lỗi xảy ra, các tế bào có một cơ chế “hy sinh” bản thân vì lợi ích của cả cơ thể. Trái lại, một tế bào ung thư bằng cách nào đó đã “lách luật” tại mỗi cổng kiểm tra giữa các giai đoạn phát triển, qua đó tiếp tục tăng trưởng số lượng. Cơ chế tự hy sinh cũng bị loại bỏ để chúng đạt được sự “bất tử”. Tất nhiên, sự bất tử tạm thời như vậy kéo theo cái chết của cả cơ thể.

Thú vị thay, điều này phản ánh một “sinh mệnh” rất thiếu hiểu biết mà lại vô cùng ích kỷ.

Trong 30 năm qua, các nhà nghiên cứu ung thư đã biết được rằng phải mất nhiều giai đoạn để một tế bào tích lũy những lỗi protein khác nhau rồi mới bị hỏng đến mức cuối cùng quét sạch tất cả các cơ chế bảo vệ quan trọng ở cấp độ tế bào. Sau đó, tế bào ấy bắt đầu di căn, trong quá trình đó nó lại tiếp tục vi phạm nhiều luật lệ của hệ thống, bao gồm cả các luật của hệ thống miễn dịch. Giống như cảnh sát, thông thường hệ miễn dịch sẽ liên tục tra hỏi các hệ thống trong cơ thể để loại bỏ những tế bào bất thường.

Vì sao tế bào ung thư “lách luật” được?

Ở mức vi quan của một tế bào, nhóm nghiên cứu của TS. Wang biết rằng có nhiều cơ chế bảo vệ được đặt ra. Trong phạm vi “trung quan” của một cơ thể, chúng ta biết rằng cũng có nhiều cơ chế bảo vệ tại chỗ. Vậy vì sao từng cơ chế bảo vệ trong cơ thể bệnh nhân ung thư đều thất bại hết? Một số nhà sinh vật học tin rằng ung thư là do một số lỗi ở cấp độ gen, khiến cho các vật chất di truyền không ổn định, dẫn đến sai lệch trên diện rộng ở cấp độ gen. Tuy nhiên, một tế bào bình thường biết cách sửa chữa một lỗi ở mức độ gen và cũng biết kích hoạt chế độ tự hủy khi nó không khắc phục nổi vấn đề.

Tại sao các tế bào có thể xoay xở để tích tụ nhiều lỗi đến thế mà không bị loại bỏ? (ảnh: NIH)

Từ lâu giới khoa học đã biết, trong cơ thể của chúng ta, một nhóm lớn các protein có chức năng thúc đẩy tích cực sự tăng trưởng của tế bào, đồng thời cũng có các protein ức chế mạnh mẽ sự tăng trưởng. Theo văn hóa cổ xưa, thuyết cân bằng Âm và Dương ở tầm vĩ mô cũng được triển hiện hoàn hảo ở mức độ phân tử, trong thế giới vi quan của tế bào. Tại mỗi giai đoạn trong vòng đời của một tế bào, chúng ta có thể “nghe thấy giai điệu” và “nhìn thấy nhịp điệu” của sự tương tác hòa hợp tuyệt vời giữa các yếu tố Âm và Dương. Sự rối loạn cân bằng giữa hai yếu tố này được nhìn nhận là nguyên nhân chính dẫn đến hành vi ngoài tầm kiểm soát của tế bào, một trong số những biểu hiện đó chính là bệnh ung thư.

Về việc ức chế tăng trưởng, có một protein gọi là Nhân tố Chuyển đổi Tăng trưởng-beta (TGF-beta). Phân tử này là một chất kiềm chế mạnh mẽ sự tăng trưởng của tế bào.

Sau 6 năm nghiên cứu chuyên sâu và tốn kém, nhóm nghiên cứu của TS. Wang đã xác định được một cơ chế chức năng thú vị của TGF-beta. Ai trong lĩnh vực này cũng đều biết rằng có một nhóm các protein bên trong tế bào tên là “Smad” đóng vai trò then chốt để thực hiện các chỉ lệnh của TGF-beta nhằm ức chế sự tăng trưởng của tế bào. Trên thực tế, nhiều bệnh ung thư, như ung thư ruột kết, ung thư tuyến tụy, ung thư vùng đầu và cổ, tất cả đều liên quan đến dị tật ở những protein Smad. Nhóm nghiên cứu phát hiện rằng Smad thực hiện sứ mệnh của mình bằng cách trực tiếp “nói chuyện” với một hệ thống protein rất quan trọng ở bên trong tế bào. Hệ thống protein này bao gồm một lượng lớn các protein cùng nhau làm các công việc sau:

  1. Đánh dấu các protein già, lão hóa, hoặc protein rối loạn chức năng để tiêu huỷ; và
  2. Hỗ trợ hầu hết mọi chức năng của tế bào thông qua việc lần lượt loại bỏ các protein để điều chỉnh mức độ của từng loại protein đóng vai trò điều tiết trong tế bào.

Hệ thống này cũng rất trọng yếu đối với hệ thống miễn dịch, giúp tìm ra vấn đề khi virus và vi khuẩn xâm nhập cơ thể, hoặc khi một tế bào hành xử bất thường. Hệ thống protein này được gọi là “hệ proteasome”. Các sự cố của hệ thống này cũng gây cản trở chức năng kiềm chế tăng trưởng tế bào của TGF-beta.

Hình minh họa cấu trúc của một loại proteasome

Nhưng việc khám phá ra cơ chế của protein Smad vẫn chưa trả lời được vấn đề “lách luật” của tế bào ung thư.

Câu trả lời bất ngờ

Vào một ngày nọ, tiến sĩ Lili Feng tại Đại học Y dược Baylor gọi cho tiến sĩ Wang. Cả 2 người đều đang tu luyện Pháp Luân Công, một môn tu luyện cả tâm lẫn thân, được biết đến một cách rộng rãi phần lớn là do các lợi ích sức khỏe và cuộc đàn áp Pháp Luân Công từ năm 1999 ở Trung Quốc.

TS. Lili khi đó đang tiến hành một dự án khảo sát ảnh hưởng của việc tập luyện Pháp Luân Công lên các tế bào của hệ thống miễn dịch, so sánh mức độ 12.000 gen ở những người tu Pháp Luân Công và người không tu tập. Tình cờ là nghiên cứu này cũng đề cập đến một số gen trong hệ proteasome mà TS. Wang đang xem xét.

Dữ liệu TS. Lili gửi đến đã được thu thập ngẫu nhiên từ các cuộc thí nghiệm. Nhưng từ đống số liệu đó, một hình ảnh hiện ra rõ nét: hơn 10 loại protein khác nhau trong hệ proteasome bị giảm mạnh trong các tế bào miễn dịch của người tu Pháp Luân Công. Điều này cho thấy hệ proteasome đã bị giảm kích thước. Sẽ không có nhiều ý nghĩa nếu chỉ có hệ thống này giảm kích thước, vì việc giảm hệ proteasome sẽ dẫn đến sự tích tụ rác và protein già. Nhưng cũng trong tập dữ liệu ấy, hơn 10 loại protein khác nhau thuộc hệ thống protein “ribosome” cũng bị giảm mạnh. Ribosome chịu trách nhiệm tạo protein mới.

Như vậy, dữ liệu này cho thấy sự đồng loạt giảm kích thước của toàn bộ dây chuyền sản xuất protein và tiêu thụ protein.

Trong một bài báo về mối tương quan giữa kích thước và hoạt động của hệ proteasome với tuổi thọ, với các thí nghiệm trên chuột, tiến sĩ Allen Taylor từ Đại học Boston cho biết: “Khi các nguồn cung cấp thực phẩm bị hạn chế, những con chuột sống lâu hơn và hệ proteasome của chúng sẽ giảm kích thước [1] [3]. Sau đó tôi tìm thấy một bài báo về mối tương quan giữa sự tăng cường hoạt động của hệ proteasome với nhiều bệnh khác nhau.”

Bài báo nói rằng trong các tế bào ung thư mà họ tìm thấy, hệ proteasome đã hoạt động ở mức cao nhất [4]. Một bài báo khác do TS. Lili giới thiệu đã bổ sung một điểm cuối cùng vào ý tưởng đang dần lóe lên của TS. Wang. Trong bài báo này [5], từ những nghiên cứu tỉ mỉ về các quá trình chuyển hóa protein trong tế bào, có vẻ như 1/3 các protein mới bị tiêu hủy ngay sau khi chúng được tạo ra. Do đó, các tế bào phải làm việc trong một tình trạng rất bận rộn và lãng phí.

TS. Lili đã hỏi TS. Wang qua email: “Anh có biết các proteasome là gì trong thế giới vi mô không?” Sau đó bà tự trả lời luôn: “Các lỗ đen.”

Rồi bà gửi cho ông một tập báo cáo về cách thức hoạt động của lỗ đen trong vũ trụ.

“Anh thấy đấy”, bà nói, “các proteasome rất bận rộn khi các tế bào bị bệnh, và khi các lỗ đen rất bận rộn thì có nghĩa là gì?”

Lỗ đen PGC 043234 sau khi nuốt chửng một ngôi sao, tỏa ra các tia X (xanh dương)

Khi nghe điều đó, TS. Wang nghĩ đến những hiện tượng trong lối sống hiện đại của chúng ta: sản xuất hàng loạt và tiêu thụ hàng loạt. Điều này thật đáng kinh ngạc, từ vi mô đến vĩ mô, các hệ thống vũ trụ khác nhau của tế bào, cơ thể, xã hội và toàn thể vũ trụ, thể hiện mối tương đồng và đối ứng đáng kể.

Đến lúc này, khi quay trở lại với câu hỏi: “Điều gì làm cho các tế bào ung thư tích lũy quá nhiều lỗi và vi phạm nhiều cơ chế bảo vệ khác nhau như vậy?”, TS. Wang có thể đưa ra một câu trả lời đơn giản nhưng rõ ràng:

“Đó là tốc độ siêu trao đổi chất của protein!”

Nếu tất cả các tế bào trong một cơ thể đều ở trạng thái sản xuất hàng loạt, hệ proteasome sẽ bị quá tải và không thể tiêu hủy các protein già và bị hỏng, từ đó lại gây ra những lỗi khác, phá vỡ sự cân bằng. Vì các protein là nhân vật chính trong tất cả các chức năng của tế bào, khi các protein xấu không thể bị loại bỏ, chúng sẽ tiếp tục gây tác hại đến toàn bộ hệ thống cho đến khi cả hệ thống bị mất kiểm soát. Dù các tế bào có cố gắng tăng số lượng sản xuất proteasome đến mấy, nếu sự chuyển hóa tiếp tục tăng, các tế bào cuối cùng sẽ không thể quản lý nổi. Mức tăng proteasome được tìm thấy trong các tế bào ung thư phản ánh trận chiến cuối cùng của các tế bào nhằm cố giành lại sự cân bằng.

Có bao nhiêu trong số những căn bệnh của con người hiện đại là hậu quả của lối sống xô bồ, sự căng thẳng tinh thần, và những mưu cầu bất tận đang cuộn lấy trí óc và trái tim của họ?

Tất cả đều có thể, thông qua hệ thống tâm lý-thần kinh nội tiết độc đáo của con người, các suy nghĩ truyền đến cấp độ tế bào yêu cầu gia tăng sự trao đổi chất của tế bào, cho đến khi nó làm các hệ thống proteasome quá tải, dẫn đến sự tích tụ của những lỗi sai của tế bào, và cuối cùng dẫn đến sự sụp đổ của toàn bộ hệ thống cơ thể.

Nói sâu hơn, phải chăng sự ham muốn bất tận đối với tiền của, vật chất, danh lợi và quyền lực cũng gắn liền với nhiều căn bệnh của xã hội? Vậy đâu là phương thuốc cho bệnh ung thư? Đâu là phương thuốc cho tất cả các vấn đề của xã hội? 

Đã từng có bài viết nói rằng hầu hết thuốc trị ung thư mới đều vô dụng, còn hóa trị có thể diệt khối u, nhưng không thể diệt mầm bệnh. Có lẽ là đúng. Bởi căn nguyên của ung thư nằm ở dục vọng bất tận của con người, cho nên chỉ có thể qua tu tâm dưỡng tính mà thay đổi, thay đổi chính từ bên trong, từ lối sống, suy nghĩ và hành vi của mình. Còn nếu cứ mãi đi tìm giải pháp ở bên ngoài, có lẽ chỉ như tìm trăng nơi đáy nước mà thôi.

>> Học cách ‘tôn trọng tế bào’, đảo ngược bệnh nan y

Phong Trần biên tập

Nguồn tham khảo nêu trong bài:

  1. Scrofano MM, Jahngen-Hodge J, Nowell TR Jr, Gong X, Smith DE, Perrone G, Asmundsson G, Dallal G, Gindlesky B, Mura CV, Taylor A. The effects of aging and calorie restriction on plasma nutrient levels in male and female Emory mice. Mech Ageing Dev. 1998 Sep 15;105(1-2):31-44.
  2. Scrofano MM, Shang F, Nowell TR Jr, Gong X, Smith DE, Kelliher M, Dunning J, Mura CV, Taylor A. Calorie restriction, stress and the ubiquitin-dependent pathway in mouse livers. Mech Ageing Dev. 1998 Nov 16;105(3):273-90.
  3. Scrofano MM, Shang F, Nowell TR Jr, Gong X, Smith DE, Kelliher M, Dunning J, Mura CV, Taylor A. Aging, calorie restriction and ubiquitin-dependent proteolysis in the livers of Emory mice. Mech Ageing Dev. 1998 Apr 1;101(3):277-96.
  4. Dutaud D, Aubry L, Henry L, Levieux D, Hendi KB, Kuehn L, Bureau JP, and Ouali A. Development and evaluation of a sandwich ELISA for quantification of the 20S proteasome in human plasma. J. of Immuno. Meth. 2002; 260:183-193.
  5. Yewdell JW. Not such a dismal science: the economics of protein synthesis, folding, degradation and antigen processing. Trends in Cell Bio. 2001; 11 (7):294-297.