Hình ảnh hiển vi điện tử của tế bào gốc tạo máu trên chuột.

Khi con người già đi, hệ thống miễn dịch và máu dần trở nên suy yếu. Các nghiên cứu cho thấy nguyên nhân cốt lõi nằm ở sự xuống cấp của tế bào gốc tạo máu (HSC) được xem như nguồn sản sinh toàn bộ các loại tế bào máu trong cơ thể.

Ở trạng thái khỏe mạnh, HSC có khả năng tự đổi mới và tạo ra sự cân bằng giữa các dòng tế bào. Tuy nhiên, theo thời gian, chúng dần hoạt động kém hiệu quả, giảm sản sinh tế bào mới, đồng thời bắt đầu ưu tiên tạo ra nhiều tế bào tủy hơn thay vì tế bào lympho quan trọng của hệ miễn dịch.

Nhiều yếu tố được cho là góp phần vào quá trình suy giảm này, bao gồm các tổn thương tế bào tích tụ, biến đổi hoạt động gen, tình trạng viêm mạn tính mức độ thấp và những thay đổi trong môi trường tủy xương. Dù vậy, cơ chế liên kết các yếu tố này vẫn chưa được hiểu đầy đủ.

Nhằm hiểu rõ về vấn đề này, nhóm nghiên cứu từ Đại học Tokyo (Nhật Bản) và Bệnh viện Nghiên cứu Nhi khoa St. Jude (Mỹ) đã tập trung vào trục tín hiệu RIPK3–MLKL vốn thường liên quan đến necroptosis, một dạng chết tế bào theo chương trình.

Nghiên cứu do tiến sĩ Masayuki Yamashita dẫn dắt đã ghi nhận một phát hiện bất ngờ: ở những con chuột bị loại bỏ gen MLKL, các dấu hiệu lão hóa của tế bào gốc máu giảm rõ rệt dù tỷ lệ chết tế bào gần như không thay đổi. Điều này cho thấy MLKL có thể ảnh hưởng đến chức năng tế bào mà không cần kích hoạt quá trình chết tế bào.

Phát hiện này đã mở ra hướng tiếp cận mới, đặt câu hỏi liệu các “protein tử thần” này có thể đóng vai trò khác ngoài việc tiêu diệt tế bào hay không.

Để kiểm chứng giả thuyết, nhóm nghiên cứu sử dụng nhiều mô hình chuột biến đổi gen và các kỹ thuật phân tích hiện đại như giải trình tự RNA, đo dòng tế bào, phân tích nhiễm sắc thể và khảo sát chức năng ty thể.

Kết quả cho thấy, khi bị kích hoạt dưới các áp lực liên quan đến lão hóa, MLKL không làm tăng số lượng tế bào chết. Thay vào đó, protein này di chuyển đến các ty thể sản xuất năng lượng của tế bào và làm suy giảm điện thế màng ty thể, thay đổi cấu trúc và giảm khả năng tạo năng lượng.

Những tác động này khiến tế bào gốc mất dần khả năng tự tái tạo, giảm sản xuất tế bào miễn dịch và có xu hướng chuyển sang tạo tế bào tủy. Đây là dấu hiệu điển hình của lão hóa.

Ngăn chặn MLKL giúp “trẻ hóa” tế bào gốc

Nghiên cứu cho thấy, protein MLKL khi bị vô hiệu hóa thì nhiều vấn đề được cải thiện rõ rệt. Các tế bào gốc duy trì tốt hơn khả năng tái tạo, tạo ra các tế bào miễn dịch khỏe mạnh, giảm tổn thương DNA và giữ được chức năng ty thể ổn định ngay cả trong điều kiện lão hóa hoặc áp lực cao.

Đặc biệt, những cải thiện này diễn ra mà không có thay đổi lớn trong biểu hiện gen hay cấu trúc nhiễm sắc thể. Điều đó cho thấy MLKL tác động đến lão hóa thông qua các cơ chế sau gen, chủ yếu ở cấp độ cấu trúc tế bào như ty thể.

Phát hiện trên đã xác định MLKL như một mắt xích quan trọng kết nối các dạng stress tế bào với tổn thương ty thể và sự suy giảm chức năng tế bào gốc. Điều này mở ra hướng phát triển các liệu pháp mới nhằm bảo vệ tế bào gốc tạo máu.

Theo tiến sĩ Yamashita, trong tương lai, các chiến lược nhắm vào MLKL có thể giúp duy trì chức năng hệ miễn dịch, đặc biệt ở những bệnh nhân phải trải qua hóa trị, xạ trị hoặc cấy ghép.

Nhìn chung, nghiên cứu đã mang đến một góc nhìn mới về quá trình lão hóa: không phải mọi protein liên quan đến “cái chết tế bào” đều gây chết tế bào, mà một số có thể âm thầm làm suy yếu chức năng tế bào theo thời gian. Việc kiểm soát những cơ chế này có thể là chìa khóa để làm chậm lão hóa từ gốc rễ.

Nghiên cứu đã được đăng tải trên tạp chí khoa học Nature Communications.