Động vật càng nhiều tế bào càng có nguy cơ mắc ung thư cao, nhưng cá voi có số tế bào tới vài nghìn tỉ so với con người lại không bị.

Viện Wellcome Sanger (Anh) và các nhà nghiên cứu từ một số trung tâm, bao gồm Hiệp hội Động vật học của London (ZSL) đang đi tìm lời giải cho bí ẩn: Tại sao một số loài tránh được ung thư trong khi những loài khác bị các khối u hành hạ và làm giảm tuổi thọ?

Lời giải đáp toàn diện cho câu hỏi này được kỳ vọng sẽ giúp con người tránh được căn bệnh giết chết 10 triệu người mỗi năm.

Cá voi có tuổi thọ trung bình khoảng 70 năm. Với loài cá voi đầu cong, tuổi thọ trung bình có thể lên tới từ 100 đến 200 năm. So với con người, tất cả chúng đều có nhiều tế bào hơn hàng nghìn lần, mỗi tế bào đều tiềm ẩn nguy cơ đột biến dẫn đến ung thư, nhưng chúng vẫn miễn nhiễm với căn bệnh này - (Ảnh: AFP).

Các nhà nghiên cứu từ Đại học Rochester ở New York phát hiện ra rằng cá voi rất giỏi trong việc sửa chữa DNA bị hỏng. Điều này có nghĩa là chúng có thể sửa chữa những "lỗi" có thể sẽ dẫn đến ung thư. Các loài động vật khác như voi đã được phát hiện sử dụng các chiến lược sinh học để tránh ung thư nhưng cách tiếp cận của cá voi có vẻ khá độc đáo.

"Bằng cách nghiên cứu một loài động vật có vú có khả năng duy trì sức khỏe và tránh khỏi cái chết do ung thư trong hơn 2 thế kỷ, chúng tôi được cung cấp một cái nhìn độc đáo đằng sau bức màn của một thí nghiệm tiến hóa toàn cầu đã thử nghiệm nhiều cơ chế ảnh hưởng đến ung thư và lão hóa hơn những gì con người có thể hy vọng tiếp cận", các nhà nghiên cứu đã viết trong bài báo.

Nghịch lý Peto về ung thư

Ung thư là nguyên nhân gây tử vong hàng đầu cho chó và mèo, nhưng rất ít xuất hiện ở cá voi. Cáo và báo hoa mai dễ mắc bệnh, trong khi cừu và linh dương thì không. Dơi cũng được bảo vệ tương đối tốt khỏi bệnh ung thư, nhưng chuột nhắt hay chuột cống không được bảo vệ.

Trưởng dự án Alex Cagan cho biết ung thư xảy ra khi một tế bào trong cơ thể trải qua một loạt đột biến trong ADN và bắt đầu phân chia không kiểm soát, khiến hệ thống phòng thủ của cơ thể không thể ngăn chặn sự phát triển. Do vậy, theo ông Cagan, một con vật sở hữu càng nhiều tế bào, nguy cơ ung thư của chúng càng cao.

Simon Spiro, nhà bệnh học thú y động vật hoang dã của ZSL, ví von các tế bào như những tấm vé số: càng có nhiều, cơ hội trúng giải độc đắc của bạn càng cao, trong trường hợp này, "giải độc đắc" lại là bệnh ung thư.

Vì vậy, nếu có số lượng tế bào nhiều gấp hàng nghìn lần so với con người, loài vật đó sẽ có nguy cơ mắc bệnh ung thư cao gấp hàng nghìn lần bình thường.

Từ những quan điểm trên, một số loài cá voi lẽ ra không thể sống đến một tuổi mà không mắc ung thư vì chúng có quá nhiều tế bào - vài nghìn tỉ tỉ tế bào so với con người.

Cá voi khổng lồ ít bị ung thư hơn so với kích thước cơ thể của chúng.

Thực tế, nhiều sinh vật to lớn như cá voi hay voi thường tránh được ung thư, bất chấp số lượng lớn tế bào và mỗi tế bào đều có khả năng gây ra khối u.

Theo những nghiên cứu độc lập được thực hiện gần đây, bộ gene của voi có chứa nhiều bản sao của gene mã hóa cho protein kháng ung thư hơn bộ gene của con người. Điều này dẫn đến tỷ lệ ung thư ở voi luôn thấp hơn 4,8%, trong khi ở người, tỷ lệ này nằm trong khoảng 11% đến 25%.

Các nghiên cứu tiếp theo đã xác nhận thêm quan sát này. Nói cách khác, nhiều tế bào hơn không nhất thiết có nghĩa là nhiều khả năng mắc ung thư hơn, điều này thật đáng ngạc nhiên. Đặc biệt, cá voi có tỷ lệ mắc bệnh ung thư thấp đến không tưởng, mặc dù kích thước của chúng rất lớn.

Các nhà nghiên cứu đã thực hiện một số thí nghiệm trong phòng thí nghiệm trên tế bào cá voi đầu cong. Họ phát hiện ra rằng tế bào cá voi có khả năng sửa chữa tổn thương DNA vượt trội so với tế bào của người, chuột và bò. Những sinh vật này đã phát triển một cơ chế độc đáo và hiệu quả cao để chống lại sự phá hủy DNA. Điều này cho phép chúng có thể chịu đựng và phục hồi sau những tổn thương được tác động vào bộ gen của chúng.

Hơn nữa, nghiên cứu phát hiện ra rằng các tế bào của cá voi đầu cong thể hiện mức sản xuất cao hơn đáng kể của một loại protein sửa chữa DNA quan trọng có tên là CIRBP. Điều thú vị là, khi các tế bào người được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm được biến đổi gen để tạo ra lượng CIRBP tăng cao, khả năng sửa chữa DNA của chúng cũng được tăng cường. Điều này cho thấy rằng nó có thể chuyển thành phương pháp điều trị cho con người ở một thời điểm nào đó trong tương lai, nhưng cần nhiều nghiên cứu hơn.

Thực tế này đã được nhắc đến trong Nghịch lý Peto, được đặt theo tên của nhà thống kê người Anh Richard Peto - người đầu tiên vạch ra nó. Đây cũng là trọng tâm điều tra của nhóm nghiên cứu do ông Cagan dẫn đầu tại Viện Wellcome Sanger.

Ngăn lão hóa sẽ chặn được ung thư?

Để tìm hiểu rõ hơn nghịch lý này, nhóm Sanger đã nghiên cứu một loạt động vật chết vì nguyên nhân tự nhiên tại Sở thú London. Tất cả đều là động vật có vú gồm sư tử, hổ, hươu cao cổ, chồn sương và vượn cáo đuôi vòng.

Những con chuột chũi trụi lông từ một trung tâm khác cũng được đưa vào nghiên cứu. Ông Cagan giải thích dù kích thước của chúng bằng một con chuột thông thường nhưng tuổi thọ lên tới 30 năm và hầu như không bao giờ bị ung thư - (Ảnh: AFP).

Kết quả nghiên cứu cho thấy số lượng các đột biến được tích lũy hằng năm rất khác nhau.

Về cơ bản, các loài sống lâu được phát hiện đang tích lũy đột biến với tốc độ chậm hơn, trong khi các loài sống ngắn lại tích lũy đột biến với tốc độ nhanh hơn. Ví dụ, con người có tuổi thọ trung bình 83,6 năm và có khoảng 47 đột biến mỗi năm, trong khi loài chuột chỉ sống được bốn năm nhưng mỗi năm có tới khoảng 800 đột biến.

Ngoài ra, người ta phát hiện ra rằng, khi kết thúc vòng đời, tất cả các loài động vật khác nhau được nghiên cứu đã tích lũy khoảng 3.200 đột biến.

Nguyên nhân chính xác lý do động vật sống lâu làm chậm thành công tốc độ đột biến ADN của chúng vẫn chưa rõ ràng. Theo nghiên cứu, mối liên hệ giữa tỉ lệ đột biến và tuổi thọ chỉ được thiết lập đối với những động vật có tuổi thọ từ thấp đến trung bình.

Sắp tới dự án sẽ mở rộng nghiên cứu các loài bò sát, thực vật và côn trùng.