Điều đầu tiên cần giải quyết trước khi ứng dụng liệu pháp gen làm chậm lão hóa là di truyền ảnh hưởng gì đến lão hóa? Trong khi lựa chọn lối sống của chúng ta là yếu tố chính quyết định tuổi thọ của chúng ta, thì di truyền của chúng ta được ước tính chiếm 25% sự thay đổi về tuổi thọ của con người. Do đó, có thể điều khiển các gen cụ thể liên quan đến tuổi tác để giúp chúng ta sống lâu hơn trong khi có sức khỏe tốt.
Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, tuổi thọ của con người là do di truyền, với các gen quyết định khoảng 12% đến 25% thời gian sống của một người. Để tạo ra protein, trước tiên các tế bào của chúng ta sẽ phiên mã một gen từ DNA thành RNA thông tin (mRNA). Gen được phiên mã, mRNA, sau đó được dịch thành protein chức năng.
Chúng ta có thể thao tác một gen ở cấp độ DNA hoặc mRNA. Để thêm một gen vào tế bào, gen đó có thể được chèn trực tiếp vào DNA hoặc có thể được chuyển vào tế bào dưới dạng mRNA. Dù bằng cách nào (bỏ những trở ngại kỹ thuật sang một bên), tế bào sẽ có thể tạo ra protein chức năng từ gen đó. Tương tự, để loại bỏ một gen khỏi tế bào, người ta có thể xóa gen đó khỏi DNA, hoặc xóa mRNA để gen đó bị thoái hóa.
Cùng với sự lão hóa kéo theo những thay đổi trong việc kích hoạt gen. Nghĩa là, so với các tế bào của sinh vật trẻ hơn, tế bào của sinh vật già hơn có bộ gen được bật và bộ gen bị tắt. Bằng cách điều khiển những gen lão hóa này, chúng ta có thể bổ sung lại những gen đã bị tắt và loại bỏ những gen đã được bật với hy vọng điều chỉnh quá trình lão hóa. Đây là một cách để xem xét việc điều khiển gen có thể ảnh hưởng đến sự lão hóa như thế nào.
Ngoài ra, bằng cách điều khiển các gen cụ thể, về cơ bản chúng ta đang thao túng các protein cụ thể. Chính những protein này thực hiện hầu hết các công việc cần thiết để tế bào của chúng ta hoạt động. Protein bị rối loạn chức năng có thể dẫn đến các tế bào bị rối loạn chức năng, từ đó dẫn đến các cơ quan bị rối loạn chức năng, dẫn đến các bệnh liên quan đến tuổi tác dẫn đến tử vong/rút ngắn tuổi thọ. Bằng cách khôi phục các protein bị rối loạn chức năng, chúng ta có thể ngăn ngừa các bệnh liên quan đến tuổi tác và tăng tuổi thọ ở cấp độ dưới tế bào.
Nhiều mô hình trên các sinh vật đã được sử dụng để nghiên cứu di truyền ảnh hưởng gì đến lão hóa và các gen liên quan đến lão hóa và tăng tuổi thọ, nhưng trọng tâm ở đây sẽ là các mô hình loài gặm nhấm, gần giống với con người hơn về mặt di truyền so với các mô hình thường được sử dụng khác như ruồi giấm, nấm men và tuyến trùng. Tính đến năm 2018, 50 gen đã được xác định có liên quan đến việc tăng tuổi thọ của loài gặm nhấm. Do đó, chỉ những gen lão hóa được phát hiện gần đây có tác dụng tăng tuổi thọ của loài gặm nhấm mới được thảo luận ở đây.
Chúng ta sẽ không sớm thấy các nghiên cứu trên người thử nghiệm tác động của việc thao tác gen đối với tuổi thọ. Điều này là do chi phí và thời gian cần thiết để thực hiện các nghiên cứu như vậy. Tuy nhiên, chúng ta có thể suy ra gen nào có thể mang lại tác dụng có lợi cho việc tăng tuổi thọ bằng cách xem xét di truyền của những cá nhân đã sống lâu hơn tuổi thọ trung bình. Không giống như các nghiên cứu về loài gặm nhấm đã đề cập trước đây, chính sự biến đổi trong các gen cụ thể khác nhau giữa con người, thay vì sự vắng mặt hoặc bổ sung gen, dường như góp phần tăng tuổi thọ.
Liệu pháp gen, thường được định nghĩa là thêm gen vào tế bào của một cá nhân, đã được chứng minh là phương pháp điều trị thành công cho nhiều bệnh. Hiện nay, hầu hết các liệu pháp gen nhắm vào ung thư, trong khi một số khác được sử dụng để điều trị các bệnh di truyền và nhiễm trùng. Không có liệu pháp gen nào được phê duyệt để điều trị lão hóa vì lão hóa không được coi là một căn bệnh. Tuy nhiên, trong tương lai, cái gọi là gen trường thọ có thể được sử dụng để điều trị các bệnh liên quan đến tuổi tác. Ví dụ, biến thể tuổi thọ của FOXO3A có thể được sử dụng để điều trị bệnh tim mạch, hoặc biến thể tuổi thọ của SIRT6 có thể được sử dụng để điều trị bệnh ung thư.
Việc mắc phải một tình trạng nguy hiểm liên quan đến tuổi tác như bệnh tim mạch hoặc bệnh thoái hóa thần kinh có thể rút ngắn tuổi thọ của chúng ta. Vì nhiều bệnh liên quan đến tuổi tác có nguy cơ tử vong cao có liên quan đến rối loạn chức năng của một cơ quan cụ thể, nên việc thay thế cơ quan bị bệnh có thể giúp kéo dài tuổi thọ. Trong khi cấy ghép nội tạng đã cứu được nhiều, các vấn đề nảy sinh do số lượng nội tạng bị hạn chế và sự đào thải của hệ thống miễn dịch, đặc biệt là từ những người hiến tạng lớn tuổi.
Do đó, các cơ quan được biến đổi sinh học - các cơ quan được tạo ra trong phòng thí nghiệm - có thể cung cấp một giải pháp thay thế sẵn có cho việc hiến tạng. Mặc dù chúng ta còn cách xa các bộ phận công nghệ sinh học của bộ não con người, nhưng chúng ta đang tiến gần hơn đến việc tạo ra tim và mạch máu công nghệ sinh học, có khả năng ngăn ngừa tử vong do bệnh tim mạch và suy tim.
Mặc dù vẫn còn ở giai đoạn sơ khai nhưng nếu được mài giũa đúng cách, liệu pháp gen làm chậm lão hóa bằng cách tái lập trình tế bào có thể là tương lai của liệu pháp chống lão hóa. Việc lập trình lại tế bào đã được chứng minh là có thể đảo ngược quá trình lão hóa của chuột và làm trẻ hóa tế bào da người bằng cách khiến chúng trẻ hơn 30 tuổi. Quá trình này liên quan đến yếu tố Yamanaka, đánh lừa các tế bào già hơn quay trở lại giai đoạn phát triển trước đó, về cơ bản là đảo ngược quá trình lão hóa tế bào. Vì vậy, trong tương lai chúng ta có thể gần như đảo ngược được sự lão hóa theo đúng nghĩa đen, ít nhất là ở một số cơ quan.
Tế bào gốc trưởng thành là tế bào chịu trách nhiệm tái tạo mô, giống như tế bào cơ và tế bào miễn dịch của chúng ta. Khi chúng ta già đi, tế bào gốc cạn kiệt và không còn khả năng tái tạo mô hiệu quả. Vì vậy, liệu pháp tế bào gốc có thể là một cách khác để làm chậm quá trình lão hóa bằng cách làm trẻ hóa khả năng tái tạo mô.
Liệu pháp tế bào gốc có thể đưa ra cách khắc phục các bệnh như thiểu cơ - yếu cơ và suy thoái cơ do tuổi tác, bị ảnh hưởng bởi các tế bào gốc cơ bị khiếm khuyết. Trong tương lai xa hơn, tế bào gốc thậm chí có thể được sử dụng để thay thế tế bào trưởng thành. Ví dụ, bệnh Parkinson liên quan đến sự thoái hóa của một nhóm tế bào thần kinh tương đối nhỏ trong não. Một ngày nào đó, có thể thay thế những tế bào thần kinh này bằng liệu pháp tế bào gốc.
Dự trữ phân khi còn trẻ để cấy ghép trong tương lai trong những năm lớn hơn là cách mà các nhà khoa học đã đề xuất để trẻ hóa sức khỏe đường ruột khi chúng ta già đi. Hiện tại, ngân hàng phân được thực hiện để cấy ghép phân từ những người hiến tặng khỏe mạnh sang những người già mắc các bệnh về đường ruột như nhiễm vi khuẩn.
Mặc dù việc cấy ghép phân từ người khỏe mạnh sang người già đã cho thấy hiệu quả trong việc giảm bớt sự nhiễm trùng do vi khuẩn, nhưng các nhà khoa học gần đây đã đề xuất dự trữ phân khi chúng ta còn trẻ. Bằng cách cấy phân trẻ hơn vào ruột khi chúng ta già đi, chúng ta có thể khắc phục được sự khác biệt về vi khuẩn đường ruột khiến phản ứng miễn dịch dễ xảy ra hơn.
Ý tưởng rằng máu người trẻ có thể làm trẻ hóa người già đã dẫn đến các thí nghiệm liên quan đến trao đổi huyết tương dị thời - tiêm máu của động vật già vào máu của động vật trẻ. Các thí nghiệm sử dụng chuột đã sử dụng phương pháp này và cho thấy rằng việc truyền máu từ chuột non sang chuột già sẽ làm trẻ hóa nhiều mô, bao gồm não, cơ, gan và xương. Việc sử dụng trao đổi huyết tương dị thời có thể cung cấp một cách để đảo ngược quá trình lão hóa, đặc biệt là khi các nghiên cứu cho thấy liệu kỹ thuật này có hiệu quả ở người già hay không.
Một phát triển chống lão hóa khác liên quan đến trao đổi máu đòi hỏi phải trao đổi huyết tương cũ bằng nước muối và albumin - các protein hình cầu có trong máu. Quá trình “trao đổi máu trung tính” này giúp tăng cường sản xuất tế bào thần kinh mới trong não, cùng với sự phát triển cơ mới ở chuột .
Một phát triển trị liệu thú vị đã được áp dụng là sử dụng máu cuống rốn. Ý tưởng đằng sau chiến lược này là trẻ hóa mô bằng cách truyền huyết tương từ giai đoạn phát triển sớm vào người lớn tuổi. Mức độ của một chất chuyển hóa được gọi là axit arachidonic giảm khi con người già đi, nhưng nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc trẻ hóa nguồn cung cấp máu bằng máu cuống rốn ở loài gặm nhấm sẽ làm tăng nồng độ axit arachidonic. Axit Arachidonic chỉ là một dấu hiệu sinh học của sự lão hóa, nhưng các nghiên cứu khác đã chỉ ra rằng tiêm máu dây rốn vào chuột già giúp cải thiện trí nhớ và khả năng học tập của chúng.
Như vậy, từ việc nghiên cứu các gen lão hóa, sử dụng máu của người trẻ cho đến việc lưu trữ phân từ những năm chúng ta còn trẻ, tương lai sẽ có rất nhiều phương pháp điều trị tiềm năng mới cho tình trạng suy giảm sinh lý liên quan đến tuổi tác. Những câu hỏi phổ biến quyết định liệu chúng ta có đầu tư vào những liệu pháp này hay không sẽ liên quan đến hiệu quả chi phí của chúng.
31
Bài viết hữu ích?
Bài viết hữu ích?
31
Bài viết hữu ích?