Phóng to

Chế độ ăn tăng cường rau và hoa quả sẽ giúp phòng bệnh đái tháo đường - Ảnh: freedietingreview.com

Bệnh đái tháo đường (ĐTĐ) là rối loạn chuyển hóa carbohydrate do thiếu hụt insulin. Đa số bệnh nhân là ĐTĐ thể 2 (gọi là type 2), do hai cơ chế (1) mất dần chức năng tế bào beta (β) ở tụy là tế bào bài tiết insulin, khiến tụy không tiết đủ lượng insulin cần để ổn định đường máu và (2) đề kháng insulin tức cơ, mỡ, gan không thu nhận glucose; cuối cùng làm tế bào β bị suy kiệt và mất hoàn toàn chức năng.

ĐTĐ thể 1 chiếm tỉ lệ ít hơn rất nhiều, không đến 10% trong tổng số người mắc bệnh, cơ chế hoàn toàn khác với thể 2, do phản ứng tự miễn phá hủy hoàn toàn tế bào β.

Insulin, con át chủ bài

Người mắc bệnh ĐTĐ type 2 thường uống thuốc viên thời gian đầu nhưng có thể phải chích insulin nhiều năm sau vì tế bào β tụy mất dần khả năng tiết insulin. Dù có thể điều trị bằng thuốc viên và insulin, vẫn khó có thể đạt được mức độ glucose máu như người bình thường và cũng không ngăn được hoàn toàn các biến chứng của bệnh.

Một khi phải dùng insulin, người bệnh thường phải chích hai ba mũi trong ngày, thử glucose máu đầu ngón tay để điều chỉnh liều insulin phù hợp tránh tăng hay hạ đường huyết. Đây không phải là cách trị bệnh lý tưởng lâu dài. Y học vẫn chưa tìm ra cách tốt nhất để trị lành bệnh ĐTĐ.

Rất nhiều nghiên cứu trong những năm qua chỉ tập trung làm sao bổ sung đủ insulin thiếu hụt bằng thuốc viên hoặc chích insulin mà thôi. Dù căn nguyên chính của ĐTĐ thể 1 và 2 khác nhau, tất cả người bệnh đều được lợi nếu có một phương cách trị liệu hướng đến tăng thêm khối tế bào β. Như vậy ý tưởng làm sao để có càng nhiều tế bào β không làm chúng ta hoài nghi về tính hiệu quả ở một mức độ nào đó.

Từ năm 2004 các nhà khoa học đã biết đa số tế bào β có khả năng tạo ra khối tế bào mới chỉ bằng một cách rất đơn giản là tự sao chép. Ở chuột trưởng thành lẫn ở người, tế bào β tăng nhanh khối lượng vào giai đoạn phôi thai và sơ sinh, nhưng sau đó tốc độ sao chép cực chậm (phân chia < 0,5% mỗi ngày). Tốc độ sao chép tăng khi cơ thể có những thay đổi sinh lý như mang thai, tăng glucose máu và bệnh lý như chấn thương tụy và đề kháng insulin ở tế bào cơ - mỡ. Như vậy, câu hỏi đặt ra là làm thế nào để tụy người bệnh ĐTĐ có thể gia tăng khối tế bào β và khi đó có kèm tăng bài tiết insulin hay không?

Cơ chế di truyền kiểm soát sự tăng trưởng tế bào β chưa được hiểu rõ. Từ những năm 2000, các yếu tố thúc đẩy sự tăng trưởng tế bào được nhiều nhà nghiên cứu báo cáo bao gồm những yếu tố điều hòa lẫn ức chế chu kỳ tế bào. Đây là những yếu tố nội tại của tế bào β, tác động theo kiểu tự chủ tại tế bào. Nhưng từ năm 2007, chính thức đã có vài báo cáo trình bày những yếu tố ngoài tế bào điều hòa quá trình tăng trưởng này.

Glucose bản thân nó là chất kích thích tế bào gây gián phân. Alonso (1) ghi nhận khi truyền glucose cho chuột, các tế bào β tăng sao chép thêm. Khiếm khuyết gen glucokinase ở tế bào β có thể làm giảm tốc độ sao chép. Một số hormone khác cũng làm tăng bài tiết insulin và tăng khối tế bào β như nhóm incretin GLP-1 và GIP (là hai hormone do ruột tiết ra khi ăn).

Xét khía cạnh điều trị, vấn đề ở chỗ các gen và các hormone này tác động đến sao chép tế bào không chỉ riêng cho tế bào β và hoặc tăng trưởng tế bào β chỉ ở mức rất khiêm tốn.

Phóng to

Phát hiện đột phá

Nhóm nghiên cứu tế bào gốc Douglas Melton - đồng giám đốc Viện nghiên cứu tế bào gốc Đại học Harvard - vừa báo cáo trên chuyên san Cell tháng 5 rằng họ đã phát hiện trên chuột có một hormone được gọi là betatrophin giúp tụy tạo thêm nhiều tế bào β. Những nghiên cứu trước cho thấy khi gan đề kháng insulin, các điểm tiếp nhận insulin tại gan (gọi là thụ thể insulin tại gan) bị khóa, tế bào β đáp ứng bù trừ là tăng trưởng và tiết thêm insulin.

Để khảo sát những tín hiệu kiểm soát sự tăng tế bào bù trừ này, nhóm tác giả nghiên cứu trên chuột một mô hình đề kháng insulin mới. S961 là một peptides (43aa) gắn với thụ thể insulin và đối kháng với sự phát tín hiệu insulin ở chuột. Như vậy khi truyền S961 chuột sẽ bị tăng đường huyết tỉ lệ với liều lượng S961 đã sử dụng.

Truyền liều cao S961 liên tục một tuần khiến chuột bị rối loạn dung nạp đường. Dù liều S961 nhỏ không làm tăng glucose máu nhưng tế bào β sao chép tăng gấp 4,3 lần, liều cao nhất sẽ tăng sao chép gấp 12 lần. Tụy chuột đáp ứng lại bằng cách tăng nhanh các tế bào beta để tạo ra insulin. Tốc độ sao chép dưới ảnh hưởng của S961 xảy ra đồng đều ở tất cả các tế bào tiểu đảo tụy.

Tăng trưởng tế bào (không phải phì đại khối tế bào) do S961 này rất riêng cho tế bào β tụy, không xảy ra ở gan, mô mỡ trắng lẫn mỡ nâu, tụy ngoại tiết hay tế bào ống tuyến bài tiết dịch tụy.

Làm thế nào S961 làm tăng trưởng tế bào β? Khi phân tích gen, tác giả nhận thấy có một gen gọi là betatrophin mRNA được gan bài tiết nhiều gấp 4 lần và mỡ trắng gấp 3 lần khi gan và mô mỡ được xử lý bằng S961, nhưng không có ở mô cơ và tế bào β tụy.

Betatrophin có rất nhiều ở gan và mô mỡ; và sự trình diện của nó liên quan đến tốc độ tăng trưởng của tế bào β. Gen betatrophin mã hóa một protein có 198 acid amin chỉ thấy ở động vật hữu nhũ, không có ở động vật không xương sống và không có vú.

Việc phát hiện gan phát tín hiệu gây tăng trưởng tế bào β đầy tính thuyết phục, mà trước đây Kahn (2) đã tìm thấy trên mô hình chuột LIRKO. Khi truyền S961 ghi nhận betatrophin tăng gấp 6 lần ở gan và gấp 4 lần ở mô mỡ trắng đi kèm với tăng khối tế bào β ở chuột bị ĐTĐ thể 2.

Khi mang thai tốc độ sao chép của tế bào β tăng và sự trình diện của betatrophin ở gan tăng gấp 20 lần trong suốt thai kỳ. Trong khi nếu làm chết một số tế bào β bằng độc tố bạch hầu, cũng thấy có tăng sao chép tế bào β nhưng không làm tăng sự trình diện của betatrophin tại gan. Như vậy betatrophin góp phần làm tăng sản tế bào β như một đáp ứng với thử thách sinh lý trong khi đáp ứng sau tổn thương cấp là đáp ứng tái tạo.

Chúng ta đều biết thai kỳ làm thai phụ tăng đề kháng insulin. Nhóm của Peng Yi (ĐH Harvard) báo cáo betatrophin làm gia tăng khối tế bào gấp 17 lần, tương tự như trên thai phụ. Nhóm nghiên cứu đang chuẩn bị khảo sát trên người.

Đây là những phát hiện đột phá thú vị trong lĩnh vực nghiên cứu về ĐTĐ. Trước đây khoa học vẫn cho rằng tế bào β một khi bị hư hại sẽ không thể làm việc. Nhiều chứng cứ cho thấy khi đã bị ĐTĐ rõ rệt, cơ thể chỉ còn lại rất ít tế bào β tiết ra insulin. Nhưng điều này đã thay đổi kể từ năm 2007 khi Melton báo cáo rằng tất cả tế bào β đều có khả năng tăng trưởng.

Ba nghiên cứu gần đây cũng tìm thấy những gen trong đó có gen betatrophin có tác động ức chế men tiêu mỡ (lipoprotein lipase), điều hòa triglyceride, nhưng không đề cập đến tác động sinh học trên tế bào β, chuyển hóa carbohydrate hay ĐTĐ.

Nghiên cứu của nhóm tế bào gốc của ĐH Harvard về betatrophin cho thấy hormone này có thể kiểm soát sao chép tế bào β và khối tế bào mở ra cánh cửa mới cho con đường tìm đến một phương cách trị liệu ĐTĐ. Nhóm hiện đang tập trung làm sao điều khiển tế bào gốc để có nhiều tế bào β, nhiều insulin được tiết. Nếu betatrophin gây ra tác động này trên người thì khi cho bệnh nhân hormone này họ có thể giảm liều hay bỏ luôn các thuốc hạ đường huyết đang uống, thậm chí insulin.

Những phát hiện trên mở đường cho những nghiên cứu về vấn đề này nhưng phải rất lâu mới có thể thay thế insulin, mới có thể là giải pháp trị lành dứt điểm bệnh ĐTĐ, thậm chí cả khi biết rõ hormone có hiệu quả trên người.

Nếu nhìn lại, đã có nhiều hợp chất trước đây làm tăng trưởng tế bào β ở chuột trẻ nhưng không thành công trên người, nhóm nghiên cứu chưa biết làm thế nào hormone có thể làm tế bào β tăng trưởng, hoặc trực tiếp hoặc gián tiếp khởi động chuỗi hoạt động để đưa đến tăng trưởng này.

Mối lo hormone ít hiệu quả trên chuột già không phải là không có cơ sở; điều này sẽ làm giới hạn sử dụng hormone cho người trưởng thành mắc ĐTĐ khi vào tuổi trung niên.

Và nếu hormone có thể làm các tế bào β còn lại phân chia và tăng trưởng thì hormone sẽ ít hiệu quả trên ĐTĐ type 1 (thanh thiếu niên) vốn tế bào β bị tàn phá vĩnh viễn. Như vậy còn nhiều việc phải làm để khẳng định lợi ích của betatrophin trên người mắc ĐTĐ.

____________

(1): Alonso và cộng sự thuộc phân môn nội tiết và chuyển hóa Đại học Pittsburgh, Pensylvania, Mỹ.(2): Nhóm tác giả Kahn, Trung tâm đái tháo đường Joslin, ĐH Y khoa Harvard, phối hợp cùng ĐH Y khoa Vanderbilt và ĐH Y khoa Yale.