Nghiên cứu có sự tham gia của nhiều nhà khoa học trong và ngoài Israel, trong đó có các chuyên gia đến từ Mỹ và Tây Ban Nha. Nhóm nghiên cứu – do Giáo sư Eli Arama và Tiến sĩ Tslil Braun dẫn đầu – cho biết hiện tượng mô bị tổn thương nặng nhưng vẫn có thể tự phục hồi không phải là điều hoàn toàn mới. Từ những năm 1970, các thí nghiệm trên ấu trùng ruồi giấm cho thấy, dù bị chiếu xạ với liều rất cao khiến phần lớn mô cánh bị phá hủy, nhưng những con ruồi này vẫn mọc lại đôi cánh hoàn chỉnh và hoạt động bình thường. Các nhà khoa học gọi cơ chế này là “tăng sinh bù trừ” – tức là các tế bào còn sống tăng tốc phân chia để bù đắp cho phần mô đã mất.
Tuy nhiên, trong nhiều thập kỷ qua, khoa học chỉ dừng lại ở việc quan sát hiện tượng, mà chưa hiểu rõ ở cấp độ phân tử vì sao một số tế bào chết, trong khi những tế bào khác vẫn sống sót, chúng nhận tín hiệu tái tạo từ đâu và cơ thể kiểm soát quá trình này như thế nào để tránh tăng sinh quá mức. Nghiên cứu mới của Viện Weizmann lần đầu tiên đã làm sáng tỏ những câu hỏi đó.
Cụ thể, trong cơ thể bình thường, nhiều tế bào già cỗi hoặc bị tổn thương sẽ tự hủy (còn gọi là cơ chế apoptosis) nhờ hoạt động của các enzyme caspase. Đây được coi là “cơ chế tự làm sạch” của cơ thể, giúp loại bỏ những tế bào không còn khỏe mạnh, tránh nguy cơ hình thành bệnh lý. Tuy nhiên, kết quả nghiên cứu mới cho thấy một điều khá bất ngờ là trong một số tình huống đặc biệt, chính caspase – vốn được xem là cơ chế “bấm nút tự hủy” – lại không dẫn đến cái chết của tế bào. Thay vào đó, caspase được kích hoạt ở mức độ vừa đủ để giúp một nhóm tế bào có thể “kháng tử” và tiếp tục sống sót sau tổn thương, rồi nhân lên và góp phần tái tạo phần mô đã bị phá hủy. Phát hiện này cho thấy caspase không chỉ đóng vai trò “kết thúc vòng đời tế bào”, mà còn có thể tham gia điều khiển quá trình hồi phục mô trong những hoàn cảnh nhất định.
Sử dụng công nghệ di truyền hiện đại trên mô hình ruồi giấm, các nhà khoa học đã phát hiện ra một nhóm tế bào đặc biệt, được đặt tên là DARE. Dù đã kích hoạt “nút tự hủy”, nhưng các tế bào này vẫn sống sót sau chiếu xạ, tiếp tục phân chia và tái tạo gần một nửa phần mô bị phá hủy chỉ trong 48 giờ. Đồng thời, nhóm nghiên cứu cũng xác định một quần thể tế bào khác – gọi là NARE – vốn không kích hoạt caspase nhưng vẫn góp phần hỗ trợ quá trình lành mô. Đáng chú ý, khi loại bỏ tế bào DARE khỏi mô hình thí nghiệm, hiện tượng tái sinh biến mất hoàn toàn.
Kết quả phân tích cho thấy, trong tế bào DARE, caspase ban đầu bị “neo giữ” tại màng tế bào bởi một loại protein vận động phân tử, khiến quá trình tự hủy bị dừng lại giữa chừng. Khi ức chế loại protein này, tế bào DARE không còn khả năng sống sót và mô cũng không thể tái tạo. Do protein nói trên từng được ghi nhận có liên quan tới sự phát triển khối u, các nhà khoa học cho rằng cơ chế né tránh apoptosis này có thể bị tế bào ung thư “chiếm dụng” để tồn tại.
Nhóm nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng các tế bào hậu duệ của DARE có khả năng kháng bức xạ mạnh hơn gấp 7 lần so với tế bào ban đầu. Điều này có thể góp phần lý giải vì sao một số khối u, sau khi trải qua xạ trị, lại tái phát và trở nên khó kiểm soát hơn.
Giáo sư Eli Arama nhấn mạnh rằng quá trình tái tạo mô “không phải là sự tăng trưởng tự do”, mà được kiểm soát rất chặt chẽ. Các tế bào DARE đóng vai trò như “động cơ”, kích thích các tế bào NARE tăng sinh để bù đắp phần mô bị mất. Nhưng song song với đó, chính NARE lại phát ra những tín hiệu “hãm phanh” để kiềm chế DARE, tránh tình trạng tăng trưởng quá mức… Nếu vòng điều hòa hai chiều này bị phá vỡ, quá trình tái tạo có thể đi chệch hướng và làm tăng nguy cơ hình thành khối u.
Các nhà khoa học kỳ vọng những hiểu biết mới sẽ góp phần phát triển các liệu pháp vừa thúc đẩy quá trình hồi phục mô khỏe mạnh, vừa cải thiện hiệu quả điều trị ung thư. Hiện nay, xạ trị vẫn là một trong những phương pháp chủ lực, được áp dụng cho khoảng 50 – 60% bệnh nhân ung thư trong một giai đoạn của quá trình điều trị.
