Sách: p53 The gene that cracked the cancer code.
Tác giả: Sue Amstrong

Một trong những lo ngại hàng đầu về sức khỏe hiện nay chính là gia tăng số lượng người được chẩn đoán mắc bệnh ung thư, nhưng về khía cạnh khoa học, mọi chuyện chẳng những không tệ như bạn nghĩ mà còn là một điều kì diệu nữa.

Cơ thể chúng ta được cấu thành bởi 37,2 nghìn tỉ tế bào. Mỗi khi một tế bào phân chia, đều có khả năng xảy ra sai sót di truyền. Chỉ cần rối loạn cơ chế phân bào xuất hiện tại một tế bào duy nhất, dẫn đến sự sao chép vô hạn tế bào nguy hại, cũng đủ để ung thư xuất hiện. Nếu tính tổng số kì phân bào diễn ra trong cơ thế, bạn sẽ nhận thấy ung thư hiếm gặp như thế nào. Các nhà khoa học từ lâu đã nghi ngờ về sự tồn tại của một cơ chế bảo vệ cơ thể khỏi ung thư rất mạnh mẽ, đó chính là protein p53.

p53 là protein ức chế ung thư ở hầu hết các sinh vật đa bào, được mệnh danh là người giám hộ của bộ gen. Tuy ung thư có thể xuất hiện ở nhiều cơ quan, do nhiều nguyên nhân và âm thầm di căn khắp cơ thế nhưng vẫn có mối liên quan thống nhất với p53: trong phần lớn số ca ung thư được phát hiện, tác dụng ức chế ung thư của p53 đã bị vô hiệu hóa.

Cuộc hành trình khám phá vai trò của protein p53 không phải là câu chuyện về thành công ngọt ngào đầy hoa hồng, mà là về những nghịch lí, trắc trở trong khoa học. Đôi khi, những điều không mong muốn, thất bại xảy ra với quá trình nghiên cứu lại cung cấp những manh mối quan trọng dẫn đến thành tựu đặc biệt.

Vào năm 1979, lần đầu tiên p53 được tìm thấy. Bốn phòng thí nghiệm độc lập đã phát hiện protein quan trọng này khi nghiên cứu thất bại về ung thư. Ba trong số đó tiến hành thí nghiệm trên virus SV40 gây ung thư ở khỉ, họ đã cố gắng cô lập các gen và protein của virus chịu trách nhiệm gây ra khối u. Tuy nhiên, dù bỏ nhiều sức lực, các nhà khoa học vẫn không thể tách protein của virus từ tế bào vật chủ. Họ quan sát và thấy rằng, có một protein với khối lượng phân tử 53 kilodalton gắn vào protein của virus. Một số cho rằng đó là protein ngoại nhiễm. Nhưng may mắn thay, nhà khoa học David Lane ở London, Arnie Levine ở Princeton và Pierre ở Paris lại nhận thấy ý nghĩa của sự bất thường trên, mặc dù tại thời điểm đó có rất ít manh mối về tiềm năng của protein “bí ẩn” này. Họ đã công bố kết quả tìm được và chuyển hướng nghiên cứu sang p53.

Bước đầu tiên là sao lưu (clone) các gen mã hóa protein “bí ẩn” gắn với protein tế bào chủ để có nhiều tài nguyên cho nghiên cứu. Nhưng những clone p53 đầu tiên tạo ra lại bị đột biến, dẫn nghiên cứu đến chỗ sai sót. Khi ấy, các nhà khoa học cho rằng p53 là gen tạo khối u, gây ung thư. Chỉ khi clone p53 của Levine không lặp lại được kết quả như những người khác, ông mới khám phá ra rằng, duy nhất mình đã sao lưu thành công được một clone p53 bình thường, không gây ung thư. Và sự thật đã được chứng minh rằng, protein p53 bình thường không gây ung thư.

Không lâu sau khi các nhà nghiên cứu nhận thấy p53 có khả năng ức chế khối u, các thí nghiệm cho kết quả rằng cơ chế hoạt động của protein là đảm bảo sự sao chép chính xác ADN khi tế bào phân chia. Nếu ADN bị sao chép hỏng khi giảm phân, p53 sẽ dừng chu kỳ tế bào nhằm kéo dài thời gian, đủ để cho các proteins sửa chữa đến làm nhiệm vụ. Sau đó, thất bại trong một nghiên cứu khác lại giúp phát hiện ra một cơ chế chống ung thư mạnh hơn của p53, đó là gây ra sự lão hóa và thậm chí kích hoạt quá trình tự hủy (apoptosis) khi tế bào không còn khả năng sửa chữa.

Cấu trúc p53 ở người

Nghiên cứu ấy được tiến hành tại viện Weizmann của Israel vào năm 1990, khi đó giáo sư Moshe Oren đang dọn dẹp để di chuyển phòng thí nghiệm. Ông và cộng sự không biết rằng cảm ứng nhiệt bị hư tại một trong hai tủ nuôi cấy nguyên bào sợi phôi chuột kết hợp p53 đột biến và gen gây ung thư. Trong tủ bị ảnh hưởng, nơi có nhiệt độ thấp hơn, sự biến đổi tế bào bị ức chế và không phát triển được. Trong khi đó, ở tủ tiêu chuẩn, tế bào nghiên cứu vẫn tiếp tục biến đổi và sinh sôi. Vì không biết sự khác biệt về nhiệt độ, nên sau một chuỗi thất bại khi lặp lại thí nghiệm, các nhà khoa học mới phát hiện ra một đặc điểm quý giá: p53 đột biến nhạy cảm với nhiệt độ, hoạt động như p53 bình thường khi nhiệt độ thấp ơn 32°C và là thể đột biến ở 37°C. Nhưng quan trọng nhất, trong phát hiện này, các nhà khoa học biết rằng p53 có thể buộc các tế bào ung thư tự sát thông qua việc kích hoạt quá trình apoptosis.

Những phát hiện về p53 đã đem đến hi vọng về phương pháp điều trị ung thư mới. Khả thi nhất chính là sử dụng p53 để điều trị cho những gia đình có tiền căn di truyền ung thư. Ở những gia đình này, các thành viên thừa hưởng bản sao bị đột biến của p53 gây nên ung thư. Một liệu pháp gen thử nghiệm có tên Advenxin có thể khắc phục điều này, nhưng vào năm 2008 đã bị các cơ quan quản lý Mỹ từ chối cấp phép. Một sản phẩm tương tự, Gendicine, đã được cấp phép tại Trung Quốc và đang tìm kiếm sự chấp thuận tại Mỹ.

Câu chuyện về p53 giúp chúng ta thêm thấu hiểu, thông cảm về quá trình nghiên cứu kéo dài, gian khổ nhằm tìm ra các liệu pháp và thuốc chữa bệnh. p53 đồng thời cũng mở ra hi vọng về bước tiến vượt bậc trong điều trị ung thư, và cũng cho chúng ta, đặc biệt là những người đang làm nghiên cứu khoa học, một bài học sâu sắc: đừng vội nản chí khi những kết quả nghiên cứu không xuất hiện như mong đợi, đôi khi, sau những thất bại, lại hé lộ một chân trời rộng mở mới. Chúng ta cần có niềm tin vào điều tốt đẹp.

Theo The Scientist