Cách hệ thống miễn dịch của bạn sử dụng hỗn loạn để ngăn ngừa bệnh tật
Nghiên cứu mới, xuất hiện trên tạp chí Nature Communications, tiết lộ một cơ chế mới đang hoạt động trong chức năng tế bào. Nồng độ protein thay đổi kỳ lạ giúp giữ cho hệ thống miễn dịch của chúng ta tỉnh táo và hoạt động tốt, ngăn ngừa các bệnh mãn tính, chẳng hạn như ung thư và tiểu đường.
Nghiên cứu hiện đại đã khám phá ra nhiều cơ chế lỗi gây ra bệnh ung thư, nhưng khoa học vẫn còn nhiều điều để khám phá.
Ở cấp độ tế bào, một số cơ chế này xoay quanh cái mà các chuyên gia y tế gọi là các con đường tín hiệu. Các con đường tín hiệu tế bào điều chỉnh sự phát triển, tồn tại và tăng sinh của tế bào.
Trong bệnh ung thư, một số protein báo hiệu hoạt động quá mạnh, dẫn đến sự phát triển và tăng sinh của các tế bào khối u, trong khi những protein khác - vốn thường hoạt động như một chất ức chế khối u - lại không hoạt động chính xác.
Do đó, hiểu được động lực đang diễn ra trong các tế bào là chìa khóa để ngăn ngừa và khắc phục ung thư và nhiều bệnh mãn tính khác.
Nghiên cứu mới có thể đã phá vỡ nền tảng mới về mặt này, khi ba nhà khoa học đã phát hiện ra một cơ chế điều chỉnh tế bào mới: sự hỗn loạn.
Nhà nghiên cứu tiến sĩ Mathias Heltberg và giáo sư Mogens Høgh Jensen - cả hai từ Viện Niels Bohr tại Đại học Copenhagen ở Đan Mạch, cùng với Sandeep Krishna từ Trung tâm Khoa học Sinh học Quốc gia ở Bangalore, Ấn Độ, bắt đầu tìm hiểu cách một loại protein cụ thể kích thích gen Hoạt động.
Các nhà khoa học phát hiện ra rằng động lực hỗn loạn chính là câu trả lời. Loại protein mà họ nghiên cứu là Nuclear factor-κB (NF-kB).
NF-kB là chìa khóa để giữ cho hệ thống miễn dịch của cơ thể luôn hoạt động và tỉnh táo. Vì vậy, những phát hiện có thể giúp ngăn ngừa nhiều hơn ung thư: bệnh tiểu đường và bệnh Alzheimer cũng có thể là mục tiêu nếu các nhà nghiên cứu hiểu rõ hơn về cách hoạt động của hệ thống phòng thủ tự nhiên của cơ thể.
Sự hỗn loạn cần thiết cho phản ứng miễn dịch
NF-kB là một yếu tố phiên mã rất quan trọng đối với cả “chức năng miễn dịch bẩm sinh và thích ứng”, đồng thời nó cũng làm trung gian cho các phản ứng viêm. Kết quả là, mức độ của nó trong cơ thể dao động theo thời gian, ảnh hưởng đến chức năng của gen và tế bào.
Các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng tín hiệu NF-kB cũng đóng một vai trò quan trọng trong bệnh ung thư, cung cấp mối liên hệ giữa sự phát triển của ung thư và chứng viêm.
Trong nghiên cứu hiện tại, Giáo sư Jensen và các đồng nghiệp của ông đã sử dụng các phép tính toán học và các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm để chỉ ra rằng sự lên xuống hỗn loạn của nồng độ NF-kB sẽ kích hoạt các gen có khả năng im lặng.
Nghiên cứu cho thấy, protein NF-kB cần phải ở trong trạng thái hỗn loạn để kích hoạt các gen phù hợp cho phép đáp ứng miễn dịch tối ưu.
Cho đến nay, các nhà nghiên cứu tin rằng tất cả các sinh vật sống đều tránh được các động lực hỗn loạn. Nhưng nghiên cứu mới thách thức niềm tin này, vì các nhà nghiên cứu chỉ ra rằng sự thay đổi hỗn loạn về nồng độ protein là rất quan trọng để kích hoạt các gen quan trọng.
Giáo sư Jensen giải thích: “Hỗn loạn là một động lực được xác định rõ ràng về mặt toán học, ví dụ, trước đây đã được sử dụng để giải thích những thay đổi lớn trong hệ thống thời tiết.
“Với sự phức tạp khổng lồ đặc trưng cho các sinh vật sống bậc cao, rõ ràng là các động lực hỗn loạn sẽ xảy ra trong các loại hệ thống khác nhau. Nhưng sự hỗn loạn đóng vai trò quyết định như thế nào đối với các tế bào sống là điều hoàn toàn mới, ”nhà nghiên cứu cho biết thêm.
Hệ lụy đối với bệnh tiểu đường, ung thư, bệnh Alzheimer’s
Các nhà nghiên cứu cũng lưu ý ý nghĩa điều trị của những phát hiện này. Heltberg, đồng tác giả của nghiên cứu, cho biết các loại thuốc mới có thể “đảm bảo chức năng của protein phù hợp”.
Heltberg tiếp tục: “Các liệu pháp cũng có thể liên quan đến việc rút và kiểm tra các tế bào từ cơ thể để đánh giá xem các tế bào có ở trong tình trạng thích hợp hay không để có những chuyển động chính xác.
"Nếu không, có thể dự đoán và phát hiện ra bệnh trước khi chúng xảy ra."
Giáo sư Jensen đồng tình:
“Kết quả có thể có tác động to lớn đến sự hiểu biết của chúng ta về cách hệ thống miễn dịch hoạt động và cách tránh được tỷ lệ mắc một số bệnh nghiêm trọng nhất, bao gồm bệnh tiểu đường, ung thư và bệnh Alzheimer.”
Giáo sư Mogens Høgh Jensen
