Chúng ta thường giải thích hiện tượng nếp nhăn gia tăng, sức khỏe giảm sút và nguy cơ bệnh tật tăng cao là do ‘tuổi tác’. Vậy cơ thể con người chính xác bắt đầu già đi từ khi nào, từ đâu? Không có bản đồ rõ ràng về việc liệu chỉ một số cơ quan cụ thể suy giảm trước hay toàn bộ cơ thể trải qua sự thay đổi đồng thời.
Trong số đó, một nghiên cứu gần đây được công bố trên tạp chí học thuật nổi tiếng ⟪Science⟫, nhóm nghiên cứu do giáo sư Junyi Chao tại Đại học Rockefeller, chuyên về di truyền học tế bào đơn lẻ và dịch tễ học, đã phân tích khoảng 7 triệu tế bào từ 21 cơ quan và xác nhận rằng lão hóa bắt đầu sớm hơn dự kiến và diễn ra theo cách đồng bộ trong toàn cơ thể.
Nhóm nghiên cứu đã thu thập 21 mô từ 32 con chuột ở các giai đoạn 1 tháng (trưởng thành trẻ), 5 tháng (trung niên), 21 tháng (già) và phân tích gần 7 triệu tế bào. Mặc dù không thể đơn giản tương ứng với độ tuổi của con người, nhưng việc so sánh từng giai đoạn của cuộc sống từ trưởng thành trẻ đến trung niên và già là một điểm nổi bật.
Nghiên cứu đã sử dụng công nghệ ‘ATAC-seq tế bào đơn lẻ’. Phương pháp này đo lường mức độ mở của DNA trong tế bào (có thể tiếp cận được) để xác định gen nào đã sẵn sàng được kích hoạt. Nói một cách đơn giản, nó đã xem xét cách mà ‘bản thiết kế hoạt động’ của tế bào thay đổi. Qua đó, nhóm nghiên cứu đã phân loại hơn 1800 kiểu tế bào khác nhau. Một số trong số đó là nhóm tế bào hiếm mà trước đây chưa được định nghĩa đầy đủ.
Kết quả phân tích đã đảo ngược một số nhận thức trước đây. Trong khi lão hóa thường được hiểu là quá trình giảm ‘chức năng’ của tế bào, nghiên cứu này cho thấy khoảng 1/4 tổng số loại tế bào đã thay đổi ‘số lượng’ một cách đáng kể khi tuổi tác tăng lên.
Ví dụ, một số nhóm tế bào cơ và tế bào thận đã giảm, trong khi tế bào miễn dịch lại tăng lên đáng kể. Điều này có nghĩa là không chỉ đơn giản là giảm chức năng, mà cấu trúc tế bào cũng đã được tái cấu trúc.
Điều đáng chú ý là sự thay đổi này đã bắt đầu sớm hơn mong đợi. Tại giai đoạn 5 tháng, tức là vào thời điểm trung niên, một số nhóm tế bào đã bắt đầu giảm. Nhóm nghiên cứu đã giải thích rằng lão hóa không phải là hiện tượng bắt đầu đột ngột ở tuổi già, mà là sự thay đổi dần dần nằm trong quá trình phát triển.
Một phát hiện quan trọng khác là ‘đồng bộ hóa’. Mô hình cho thấy sự thay đổi trạng thái tế bào tương tự đã tăng hoặc giảm đồng thời ở các cơ quan khác nhau. Điều này gợi ý rằng lão hóa không diễn ra riêng lẻ theo từng cơ quan, mà có thể được điều chỉnh bởi tín hiệu toàn thân. Nhóm nghiên cứu đã giải thích rằng các chất lưu thông qua máu có thể tham gia vào sự điều chỉnh này.
Khác biệt giới tính cũng rất rõ ràng. Khoảng 40% sự thay đổi liên quan đến lão hóa xuất hiện khác nhau ở nam và nữ. Ví dụ, ở nữ giới, sự kích hoạt miễn dịch trong quá trình lão hóa được quan sát rộng rãi hơn. Nhóm nghiên cứu đã đề cập rằng kết quả này có thể là manh mối giải thích cho tỷ lệ mắc bệnh tự miễn dịch cao ở nữ giới. Tuy nhiên, đây chỉ là một khả năng và chưa xác định được mối quan hệ nguyên nhân.
Không chỉ thay đổi số lượng tế bào mà còn có sự thay đổi ở mức độ gen. Nhóm nghiên cứu đã khảo sát khoảng 1,3 triệu vùng gen, trong đó khoảng 300.000 vùng đã xác nhận sự thay đổi có ý nghĩa liên quan đến lão hóa. Đặc biệt, khoảng 1000 vùng đã thay đổi chung ở nhiều loại tế bào khác nhau. Những vùng này liên quan đến các vùng điều chỉnh gen liên quan đến chức năng miễn dịch, viêm và duy trì tế bào gốc. Điều này cho thấy lão hóa không phải là sự tổn thương ngẫu nhiên của gen, mà có thể là sự thay đổi có hệ thống lặp đi lặp lại tại các ‘điểm nóng’ điều chỉnh cụ thể.
Nhóm nghiên cứu đã xác nhận rằng các chất tín hiệu miễn dịch gọi là ‘cytokine’ có thể gây ra những thay đổi tế bào tương tự như những gì quan sát được trong nghiên cứu này. Do đó, có khả năng rằng thuốc điều chỉnh cytokine có thể làm chậm quá trình lão hóa toàn thân, nhưng đây vẫn là giai đoạn cần được xác minh trong tương lai.
Bản đồ tế bào đơn lẻ mà nhóm nghiên cứu đã phân tích sự thay đổi lão hóa một cách chính xác sẽ được cung cấp cho các nhà nghiên cứu thông qua nền tảng công khai (epiage.net). Nó được dự đoán sẽ được sử dụng như tài liệu cơ sở cho việc xác định cơ chế lão hóa và phát triển chiến lược điều trị mục tiêu trong tương lai.
