Cơ thể con người là một thể khảm của các hệ gene khác biệt
Công bố trên Science cho thấy các mô người “thông thường” đều có thể trả lời được về vấn đề liên quan đến các đột biến di truyền.
So với các loại mô ở những bộ phận cơ thể khác thì da có tỷ lệ thể khảm rât cao. Nguồn: Nature
Cơ thể con người là một thể khảm phức hợp được hình thành từ những khối tế bào với những hệ gene khác nhau – và nhiều khối tế bào trong số này mang những đột biến có thể dẫn đến ung thư, theo kết quả nghiên cứu về 29 kiểu mô khác nhau.
Đây là nghiên cứu có quy mô lớn nhất về kiểu mô được tiến hành và dựa trên việc phân tích dữ liệu từ hàng ngàn mẫu thu thập được từ 500 người. Kết quả nghiên cứu đã được công bố vào ngày 6/6/2019 trên Science có thể giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về cách ung thư bắt đầu như thế nào và bằng cách nào có thể phát hiện được nó sớm hơn trước đây.
“Hiện giờ có thể đánh giá, chúng ta có những thể khảm, và một số lượng đáng kể các tế bào trong cơ thể chúng ta sẵn có các đột biến có khả năng gây ung thư,” Iñigo Martincorena, một nhà di truyền học tại Viện nghiên cứu Wellcome Sanger ở Hinxton, Anh. “Đây là những ‘hạt giống’ của bệnh ung thư.”
Các thể khảm mô phát sinh khi các tế bào tích lũy những đột biến – từ các lỗi DNA trong suốt quá trình phân chia tế bào, hay bởi sự phơi nhiễm từ các yếu tố ngoại cảnh như tia cực tím hay khói thuốc lá. Khi một tế bào da mang một đột biến phân bào, nó có thể tạo được ra một tế bào da khác biệt về di truyền so với những tế bào xung quanh.
Những nghiên cứu trước đây đã tìm thấy những mức độ cao của thể khảm trong da, thực quản và máu. Những kết quả đó được thu nhặt thông qua các gene đặc biệt được giải trình tự trong các mẫu mô cực nhỏ.
Các mẫu hình phức hợp
Gad Getz, một nhà sinh học tính toán tại bệnh viện đa khoa Massachusetts ở Boston, theo dõi các kết quả nghiên cứu này. Getz và nhóm nghiên cứu của anh quyết định đảm trách một nhiệm vụ khó: thay vì giải trình tự DNA từ các mẫu nhỏ, họ sẽ khai phá một cơ sở dữ liệu RNA – dữ liệu giải trình tự từ dự án Biểu hiện kiểu gene – mô (GTEx). Bởi vì cơ thể sử dụng DNA như một khuôn mẫu để tạo ra các giải trình tự gene RNA, các đột biến trong DNA thi thoảng cũng được phản ánh trong RNA.
Getz và cộng sự có thể truy cập vào dữ liệu từ 6.700 mẫu được trích từ 29 mô của 500 người. Nhưng cách tiếp cận của họ cũng có nhiều hạn chế. Không phải tất cả DNA đều mã hóa RNA, vì vậy không phải mỗi đột biến DNA sẽ được hiển thị trong các giải trình tự RNA. Và bởi vì các mẫu được dùng trong dự án GTEx đều có số lượng tương đối lớn, dấu hiệu DNA từ những cụm nhỏ tế bào có các hệ gene đơn nhất của nó có thể bị chìm khuất trong số lượng rất lớn các tế bào khác.
Về tổng thể, nghiên cứu này tìm kiếm một số ví dụ về thể khảm trong một vài loại mô hơn là dừng lại ở dạng nghiên cứu cơ bản của một số công trình trước. Nhưng điều chính yếu, Martincorena nói, là những phân tích mới nhất đã cho thấy thể khảm biểu hiện trên một diện rộng các mô.
Các mô có tỷ lệ phân bào cao, như ở da và thực quản, có xu hướng có nhiều thể khảm hơn so với các mô có tỷ lệ phân bào thấp. Thể khảm cũng gia tăng theo độ tuổi, và phổ biến ở phổi và da – các mô bị phơi nhiễm với những yếu tố ngoại cảnh có thể gây nguy hiểm cho DNA.
Các dấu hiệu không dễ nhận ra
Gene TP53 – vốn giúp sửa chữa hư hại DNA và được biết như “người bảo vệ hệ gene” – là một trong những điểm đột biến chung nhất. Những thay đổi trong TP53 đều liên quan đến ung thư nhưng nó có thể có thêm những đột biến trong những gene khác trước khi tế bào phát triển thành khối u.
“Những gì chúng ta thấy là một số thay đổi tiền ung thư sớm nhất sẽ hình thành nhờ việc tích lũy nhiều đột biến hơn”, Erin Pleasance, nhà nghiên cứu về hệ gene ung thư tại Cơ quan nghiên cứu ung thư British Columbia ở Vancouver, Canada, nói. “Cuối cùng chỉ một tỷ lệ nhỏ trong số này có thể tiến triển thành ung thư.”
Các nhà nghiên cứu hiện tại cần tìm những cách để chọn ra những tế bào có khả năng phát triển thành khối u bên cạnh những tế bào ‘bình thường’ trong số đó, Cristian Tomasetti – một nhà toán học ứng dụng tại Johns Hopkins Medicine ở Baltimore, Maryland, nhận xét. Thậm chí nó có là yếu tố quan trọng trong những nỗ lực cải thiện khả năng dò ung thư sớm.
Tomasetti đã phát triển các phương pháp dò khối u DNA đang lưu thông trong máu, vốn được các nhà nghiên cứu hi vọng là vào một ngày nào đó, có thể được dùng để tìm những dấu hiệu sớm của ung thư. Nhưng anh cho biết, nhóm nghiên cứu của anh đã ngạc nhiên khi tìm thấy một số đột biến, vốn có liên quan đến ung thư và có thể có chỉ dấu vệ sự hiện diện của một khối u, từ một nhóm các tế bào máu bình thường.
“Tình trạng hỗn loạn này là một kiểu ‘bình thường’ mới. Thách thức bây giờ là xác định được những điểm bất thường trong những thứ mà chúng ta vẫn gọi là ‘bình thường’ đó”,” Tomasetti nói.
Thanh Phương dịch
Nguồn: https://www.nature.com/articles/d41586-019-01780-9
