Chiến lược liệu pháp gen mới làm chậm quá trình lão hóa

Lão hóa tế bào - trạng thái ngừng tăng trưởng vĩnh viễn, là dấu hiệu và yếu tố cơ bản của tình trạng lão hóa cơ thể. Lão hóa tế bào được quyết định bởi cả yếu tố di truyền lẫn biểu sinh. Dù có một số gen liên quan đến lão hóa đã được xác định trước đây, nhưng vẫn cần làm sáng tỏ đặc điểm và vai trò của các gen bổ sung liên quan đến việc điều chỉnh quá trình lão hóa. Tuy nhiên, vẫn thiếu nghiên cứu có hệ thống về sự can thiệp của các gen này trong việc điều trị lão hóa và các bệnh liên quan đến lão hóa.

Có bao nhiêu gen thúc đẩy lão hóa trong bộ gen của con người? Các gen này điều chỉnh lão hóa thông qua các cơ chế phân tử nào? Liệu pháp gen có thể giảm quá trình lão hóa không? Mới đây, các nhà nghiên cứu tại Viện Động vật học thuộc Viện hàn lâm Khoa học Trung Quốc, Đại học Bắc Kinh và Viện Di truyền Bắc Kinh thuộc CAS đã hợp tác để xác định các gen thúc đẩy lão hóa mới ở người bằng cách sử dụng hệ thống sàng lọc CRISPR/Cas9 toàn bộ gen và cung cấp liệu pháp mới để điều trị lão hóa và các bệnh lý do lão hóa.

Trong nghiên cứu này, các nhà khoa học đã tiến hành sàng lọc dựa vào CRISPR/Cas9 toàn bộ gen trong các tế bào gốc gây lão hóa sớm của người và xác định hơn 100 gen tiềm năng thúc đẩy lão hóa. Nhóm nghiên cứu đã xác minh thêm hiệu quả của việc bất hoạt từng gen trong số 50 gen ứng viên hàng đầu trong việc thúc đẩy trẻ hóa tế bào bằng cách sử dụng các sgRNA mục tiêu.

Trong số đó, KAT7 mã hóa histone acetyltransferase được xác định là một trong những mục tiêu hàng đầu để giảm lão hóa tế bào. KAT7 gia tăng trong các tế bào tiền thân trung mô của người trong quá trình lão hóa sinh lý và bệnh lý. Sự sụt giảm KAT7 làm giảm lão hóa tế bào, trong khi biểu hiện quá mức của KAT7 làm tăng tốc độ lão hóa tế bào. Về mặt cơ học, sự bất hoạt của KAT7 làm giảm quá trình axetyl hóa histone H3 lysine 14, kìm hãm phiên mã p15INK4b và các tế bào gốc của người già được trẻ hóa.

Các nghiên cứu đã mô tả sự tích tụ liên quan đến tuổi tác của các tế bào lão hóa và tế bào tiền viêm trong các mô và cơ quan góp phần vào sự phát triển và tiến triển của lão hóa cũng như các rối loạn liên quan đến lão hóa. Việc cắt bỏ dự phòng các tế bào lão hóa giảm thiểu thoái hóa mô và kéo dài tuổi thọ của chuột.

Trong nghiên cứu này, các nhà khoa học đã phát hiện ra việc tiêm vào tĩnh mạch vectơ phân tử mã hóa Cas9/sg-KAT7 làm giảm tỷ lệ tế bào lão hóa và tế bào tiền viêm trong gan, giảm các yếu tố kiểu hình bài tiết liên quan đến lão hóa tuần hoàn (SASP) trong huyết thanh và kéo dài tuổi thọ của chuột già.

Kết quả nghiên cứu cho thấy liệu pháp gen dựa vào sự bất hoạt do một yếu tố duy nhất, cũng đủ để kéo dài tuổi thọ của chuột. Ngoài ra, việc điều trị bằng vectơ ngoại vi mã hóa Cas9/sg-KAT7 hoặc chất ức chế KAT7 WM-3835 làm giảm bớt tình trạng lão hóa của tế bào gan người và giảm biểu hiện của các gen SASP, cho thấy triển vọng áp dụng các biện pháp can thiệp này trong môi trường lâm sàng.

Nhìn chung, nghiên cứu đã thành công trong việc mở rộng danh sách các gen thúc đẩy quá trình lão hóa ở người bằng cách sàng lọc CRISPR/Cas9 toàn bộ gen và bước đầu chứng minh liệu pháp gen dựa vào sự bất hoạt một yếu tố duy nhất có thể làm chậm quá trình lão hóa. Nghiên cứu không chỉ giúp hiểu sâu hơn về cơ chế lão hóa mà còn cung cấp các mục tiêu tiềm năng mới cho các biện pháp can thiệp vào quá trình lão hóa.

N.P.D (NASATI), theo https://medicalxpress.com/news/2021-01-scientists-gene-therapy-strategy-aging.html, 8/1/2021