Những loài động vật có gene chống ung thư

Voi

Theo các nhà khoa học, gene P53 rất quan trọng trong việc kiểm soát các tế bào tự sửa chữa DNA và ngăn chặn sự phát triển không kiểm soát của chúng. Khi DNA bị hư hỏng, protein sẽ kích hoạt và hỗ trợ phản ứng làm ngừng quá trình sao chép, sửa chữa mọi bản sao không chính xác của tế bào.

Những DNA chưa bị phá hủy hay bị ức chế bởi một protein khác có thể sản sinh tế bào ung thư (MDM2). Loài voi sở hữu tới 40 phiên bản từ 20 gene P53 nhưng mỗi gene lại khác nhau một chút về thể chất. Điều này cho phép voi có phổ tương tác phân tử chống ung thư rộng hơn đáng kể so với con người, chỉ với hai phiên bản từ một gene duy nhất.

Ở những công trình mới đây, các nhà khoa học cũng phát hiện ra sự khác biệt quan trọng trong tương tác ban đầu giữa nhiều đồng dạng P53 của voi và tế bào ung thư nhờ những nghiên cứu sinh hóa và mô phỏng máy tính.

Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng do những thay đổi trong trình tự mã hóa và cấu trúc phân tử, một số gene P53 đã tránh được sự tương tác với MDM2. Điều này rất quan trọng vì những phát hiện chỉ ra, không giống như ở người, MDM2 không làm suy giảm hoặc bất hoạt nhiều đồng dạng P53 được thấy ở voi. Hơn nữa, hiểu thêm về P53 có thể giúp các nhà khoa học phát triển những liệu pháp điều trị bằng thuốc nhằm chống lại căn bệnh ung thư ở người.

"Đây là sự phát hiện thú vị đối với những hiểu biết của con người về cách gene P53 góp phần ngăn ngừa sự phát triển ung thư", Giáo sư Robin Fahraeus ở Đại học Oxford giải thích và cho biết thêm: "Ở con người cũng có một loại protein P53 chịu trách nhiệm quyết định các tế bào nên tiếp tục phát triển hay đi vào giai đoạn thoái hóa. Tuy nhiên, điều này rất khó làm sáng tỏ. Sự tồn tại của một số đồng dạng gene P53 ở voi có khả năng tương tác với MDM2 khác nhau và chúng có thể ức chế hoạt động của khối u". Đó là lý do tại sao DNA của voi có thể giúp chúng tránh được hầu hết các loại bệnh ung thư mà các loài động vật có vú và con người mắc phải.

Cá voi

Một nhóm các nhà khoa học từ Đại học Bắc Arizona ở Flagstaff và Đại học bang Arizona ở Tempe, Mỹ khẳng định việc cá voi nằm trong nhóm những loài động vật có tỉ lệ mắc bệnh ung thư cực kỳ thấp nhờ cấu tạo gene của chúng.

Nhóm nghiên cứu, đứng đầu là TS. Marc Tollis đã tiến hành thực hiện giải trình tự DNA và RNA trên mẫu da thu thập từ Salt - một con cá voi lưng gù sống ở vùng biển ngoài khơi Massachusetts. Kết quả thu được đã tiếp tục được so sánh với thông tin về cấu tạo di truyền của các loài động vật có vú khác như cá voi xanh (balaenoptera musculus), cá voi đầu mũi (balaena mysticetus), cá nhà táng (physeter macrocephalus)... So sánh thấy rằng gene P53 ở cá voi đã tiến hóa với tốc độ nhanh hơn nhiều lần so với các loài động vật có vú khác. 

Các gene P53 này chịu trách nhiệm cho quá trình bảo trì tế bào đột biến gây bệnh ung thư ở người. Một đặc điểm khác khiến cá voi khác biệt với những loài động vật có vú khác là chúng có nhiều bản sao của các gene ức chế khối u, các gene ngăn ngừa khối u phát triển. Số lượng gene này ở cá voi lên đến 40.

Như vậy, tương tự loài voi, dù có kích thước khổng lồ nhưng những gene quan trọng này đã giúp bảo vệ cá voi khỏi sự tấn công của các tế bào ung thư.

Trong tương lai, nhóm nghiên cứu hy vọng sẽ tiếp tục có những nghiên cứu chuyên sâu hơn và thử nghiệm các gene của cá voi vào liệu pháp điều trị ung thư dựa trên cơ chế tự bảo vệ sinh học của loài động vật có vú khổng lồ dưới nước này.

Chuột chũi Đông Phi

Chuột chũi Đông Phi (tên khoa học Heterocephalus glaber) là một loài chuột chũi không có lông, phân bố ở vùng Đông của châu Phi. 

Loài vật này có thể sống đến 28 năm (trung bình các loài chuột có tuổi thọ chỉ từ 2 - 3 năm). Đặc biệt hơn, chúng không bị lão hoá và tái tạo không ngừng trong suốt 28 năm tuổi đời. và hiếm khi mắc ung thư.

Một trong những đặc điểm dễ nhận biết của chuột chũi Đông Phi là bộ da không lông, màu hồng nhăn nheo, xấu xí, nhưng đổi lại, nó không bị ảnh hưởng bởi các tác động bên ngoài, kể cả acid. Qua nghiên cứu, các nhà khoa học phát hiện thấy loài chuột này có một chất dẫn truyền thần kinh đặc biệt, không truyền tín hiệu đau từ da lên hệ thống thần kinh trung ương nên không cảm thấy đau mà cũng không bị tổn thương.

Nghiên cứu của hai nhà khoa học Vera Gorbunova và Andrei Seluanov, thuộc đại học Roschester, Mỹ, công bố trên tạp chí khoa học Nature, cho biết đã nhận diện được một loại tín hiệu phân tử (signal moléculaire) giúp cho các tế bào của chuột chũi Đông Phi kìm hãm được sự phát triển của các tế bào, do vậy, ngăn chặn được ung thư.

Nhờ các đường dẫn tín hiệu, các tế bào nhận biết được môi trường của chúng, kể cả việc tiếp xúc với các tế bào xung quanh và thích ứng với môi trường. Đường dẫn tín hiệu ở chuột chũi Đông Phi có mức độ nhạy cảm rất cao, đến mức chỉ cần một tín hiệu yếu ớt, một vài tiếp xúc giữa các tế bào, cũng đủ để làm ngưng ngay việc phát triển tế bào, tức là ngăn chặn sự hình thành các khối u.

Giáo sư Vera Gorbunova, nhà sinh vật học đứng đầu nghiên cứu thuộc Đại học Rochester (Mỹ) và các cộng sự đã khám phá ra rằng, chuột chũi Đông Phi có một nhóm gene sản sinh ra 4 protein chịu trách nhiệm ngăn cản các tế bào bị tổn hại và tiềm tàng khả năng gây ung thư.

Cả con người và các loài chuột khác, vốn đều mắc bệnh ung thư, được ghi nhận cũng sở hữu nhóm gene này, nhưng chỉ sản sinh ra 3 protein trong số trên, gồm p16INK4a, p15INK4b and ARF. Protein thứ 4, pALTINK4a/b, ở chuột chũi Đông Phi được hình thành từ sự kết hợp của 2 protein khác và có khả năng ngăn ung thư phát triển tốt hơn những protein còn lại, còn được gọi là "siêu protein".

Giáo sư Vera Gorbunova hy vọng, loại protein mới phát hiện trên có thể được sử dụng để phát triển các cách chữa trị mới, giúp ngăn chặn ung thư lây lan hoặc thậm chí hình thành ở người.

Từ nhiều thập kỉ qua, chuột vẫn thường xuyên được dùng làm vật thí nghiệm vì có thể dễ dàng đưa các loại bệnh ung thư giống như ở người, cấy vào chuột để thử nghiệm. Hơn nữa, mô hình này cho phép nghiên cứu được các cơ chế gene và tế bào có liên quan đến sự phát triển của các bệnh ung thư. Các nghiên cứu đã đạt được những tiến bộ lớn trong lĩnh vực này.

Tuy nhiên, khả năng đề kháng ung thư của chuột chũi Đông Phi đã làm thay đổi hẳn cách tiếp cận nghiên cứu. Thay vì tìm hiểu cơ chế hình thành và phát triển ung thư, giới chuyên gia giờ đây muốn biết làm thế nào một bộ phận trong cơ thể lại chống được ung thư một cách tự nhiên.

Bên cạnh việc phục vụ nghiên cứu phòng chống, điều trị ung thư, những kết quả nghiên cứu khoa học này còn cho thấy sự cần thiết phải tiếp tục thăm dò tìm hiểu sự đa dạng của sinh vật sống trên trái đất. Bởi vì có những vấn đề đang làm cho giới khoa học đau đầu thì quá trình tiến hóa của động vật đã giải quyết được từ hàng triệu năm nay.