Buzz
Dù tế bào đã kết thúc sự sống, nó vẫn để lại những 'dấu vết' có thể tác động sâu sắc đến cơ thể, thậm chí tạo cơ hội cho virus lây lan sang các tế bào khác.
Mới đây, một nghiên cứu từ Đại học La Trobe (Úc), đăng trên tạp chí Nature Communications , đã phát hiện một cấu trúc siêu nhỏ gọi là 'Dấu chân tử thần' (FOOD – Footprints of Dead cells), tiết lộ cách hệ miễn dịch nhận diện tế bào chết và cách virus có thể lợi dụng quá trình này để xâm nhập vào các tế bào khác.
Khi tế bào chết theo cơ chế apoptosis – quá trình 'chết có trật tự' giúp cơ thể loại bỏ tế bào già, hư hỏng hoặc không còn cần thiết – chúng không mất đi ngay lập tức.
Thay vào đó, tế bào phát đi các tín hiệu như 'tìm tôi' và 'ăn tôi', hướng dẫn tế bào miễn dịch như đại thực bào đến dọn dẹp phần còn lại. Các tín hiệu hóa học này đã được các nhà khoa học nghiên cứu từ lâu.
Tuy nhiên, nghiên cứu gần đây của nhóm La Trobe đã phát hiện rằng khi tế bào chết, nó không chỉ gửi tín hiệu mà còn để lại một 'dấu vết vật lý' trên bề mặt, hoạt động như một bản đồ giúp tế bào miễn dịch tìm đúng vị trí tế bào đã chết.
Giáo sư Ivan Poon, trưởng nhóm nghiên cứu tại Viện Khoa học Phân tử La Trobe (LIMS), cho biết: 'Mỗi ngày, hàng tỷ tế bào trong cơ thể chúng ta được lập trình để chết, và lâu nay các nhà khoa học vẫn cho rằng quá trình này khá đơn giản và ngẫu nhiên. Tuy nhiên, phát hiện 'Dấu chân Tử thần' đã chỉ ra rằng có nhiều yếu tố tinh vi hơn đang diễn ra.'
Ông tin rằng việc tìm hiểu sâu hơn về cơ chế này sẽ mở ra cơ hội phát triển các phương pháp điều trị mới, giúp hệ miễn dịch hoạt động hiệu quả hơn trong việc chống lại bệnh tật.
Để nghiên cứu cách thức hình thành các 'dấu chân' này, nhóm nghiên cứu đã áp dụng những công cụ hiện đại như kính hiển vi sống, phân tích protein và mô hình lây nhiễm virus. Qua quan sát các tế bào người và chuột trải qua quá trình apoptosis, họ phát hiện rằng các tế bào dính vào bề mặt sẽ co lại khi chết và để lại một lớp màng mỏng - chính là 'Dấu chân tử thần'.
Cấu trúc này chứa nhiều protein quan trọng như F-actin, vinculin và integrin, cùng các yếu tố giúp tế bào 'bám' vào bề mặt dưới. Khác với các túi ngoại bào thông thường trôi nổi tự do, những 'dấu chân' này vẫn bám chặt vào nơi tế bào từng tồn tại.
Khi tế bào chết hoàn toàn, lớp màng còn lại bắt đầu cuộn lại, tạo thành các túi nhỏ có đường kính khoảng 2 micromet, được gọi là F-ApoEV (apoptotic extracellular vesicles derived from FOOD).
Các túi nhỏ này đóng vai trò quan trọng trong việc gửi tín hiệu 'ăn tôi' đến đại thực bào, kích hoạt quá trình dọn dẹp tự nhiên. Khi nhóm nghiên cứu ức chế hoạt động của ROCK1 - một loại protein điều khiển sự co rút của tế bào, quá trình hình thành FOOD bị gián đoạn, chứng minh vai trò thiết yếu của protein này.
Điều đáng ngạc nhiên là FOOD không chỉ hỗ trợ hệ miễn dịch, mà còn có thể trở thành 'công cụ' giúp virus. Trong các thí nghiệm với virus cúm A, nhóm nghiên cứu phát hiện rằng các túi F-ApoEV chứa protein virus và thậm chí các virion hoàn chỉnh, các hạt virus có khả năng lây nhiễm.
Khi các túi này tiếp xúc với tế bào khỏe mạnh, virus có thể xâm nhập và gây nhiễm mới, cho thấy virus đã biết cách lợi dụng cơ chế tự nhiên của tế bào để lan truyền.
Nhà nghiên cứu chính, tiến sĩ Stephanie Rutter, chia sẻ: 'Chúng tôi biết rằng cơ thể có cơ chế loại bỏ xác tế bào để ngăn ngừa viêm và bệnh tự miễn như lupus ban đỏ. Tuy nhiên, phát hiện rằng virus có thể ẩn nấp trong các túi này và tiếp tục lây nhiễm là điều thật bất ngờ.'
Theo tiến sĩ Georgia Atkin-Smith, đồng tác giả nghiên cứu hiện công tác tại Viện Nghiên cứu Y khoa Walter và Eliza Hall (WEHI), phát hiện này cho thấy ngay cả khi tế bào đã chết, chúng vẫn có thể 'nói chuyện' với môi trường xung quanh. 'Những tế bào sắp chết dường như vẫn gửi đi tín hiệu từ trong 'mộ', ảnh hưởng đến hoạt động của các tế bào miễn dịch khác', bà nói.
Dù mang tính đột phá, nghiên cứu vẫn có một số giới hạn. Phần lớn thí nghiệm được thực hiện trong môi trường nuôi cấy tế bào, nên chưa thể kết luận chắc chắn FOOD hoạt động như thế nào trong cơ thể sống.
Ngoài ra, hiện tượng này chủ yếu được quan sát ở các tế bào bám dính, còn với những tế bào trôi nổi tự do như tế bào máu thì cơ chế có thể khác. Các nhà khoa học cũng chưa rõ 'tuổi thọ' của các dấu chân này trong mô sống, liệu chúng tồn tại lâu dài hay nhanh chóng bị phân hủy.
Dẫu vậy, tiềm năng ứng dụng của phát hiện này vẫn rất lớn. FOOD có thể là chìa khóa để hiểu vì sao một số virus vẫn tồn tại dai dẳng trong mô ngay cả sau khi tế bào bị tiêu diệt. Đồng thời, việc tận dụng cơ chế 'dấu chân' này có thể giúp y học phát triển các liệu pháp hỗ trợ tái tạo mô, giảm viêm hoặc tăng cường khả năng dọn dẹp tế bào chết của hệ miễn dịch.
Tiến sĩ Rutter kết luận: 'Càng hiểu rõ điều gì xảy ra khi tế bào chết, chúng ta càng có cơ hội phát hiện các phương pháp điều trị mới cho những căn bệnh mà hiện nay y học vẫn đang loay hoay tìm lời giải.'
Phát hiện về 'Dấu chân tử thần' không chỉ làm thay đổi cách con người hiểu về cái chết của tế bào, mà còn mở ra hướng tiếp cận hoàn toàn mới trong nghiên cứu miễn dịch học và virus học. Bởi đôi khi, ngay cả sau khi chết, một tế bào vẫn có thể để lại dấu ấn sống động, vừa là lời nhắn gửi của sự sống, vừa là con đường âm thầm để 'tử thần' lây lan.
