Tại sao tế bào ung thư giết chết vật chủ của chúng trong khi vật chủ chết thì chúng cũng chết?

Việc tạo ra tế bào ung thư là một quá trình rất phức tạp, đòi hỏi sự phối hợp của nhiều yếu tố và sự tích lũy của nhiều đột biến để cuối cùng hình thành ung thư.

Tế bào ung thư thực ra là những tế bào bình thường trong cơ thể chúng ta nhưng đã trải qua một số thay đổi khiến chúng mất đi chức năng và khả năng kiểm soát bình thường, trong điều kiện bình thường, các tế bào sẽ phân chia và chết đi một cách có trật tự theo sự chỉ dẫn của gene và sức khỏe. Tuy nhiên, đôi khi các lỗi xảy ra trong gene của tế bào, những lỗi này được gọi là đột biến, khiến các đặc tính và chức năng của tế bào thay đổi.

Hầu hết các đột biến đều vô hại và một số thậm chí còn có lợi cho sự thích nghi và tiến hóa của tế bào. Tuy nhiên, một số đột biến có thể khiến tế bào trở nên có hại và những đột biến này là nguyên nhân gây ung thư. Trong trường hợp bình thường, hầu hết các tế bào đều được "thay mới" sau vài ngày hoặc vài tháng. Tại sao các tế bào phải thực hiện quá trình phức tạp này để thay thế các tế bào cũ và nhình thành tế bào mới?

Tế bào ung thư thực ra là những tế bào bình thường trong cơ thể chúng ta.

Chúng ta cần hiểu một khái niệm quan trọng - chu kỳ tế bào. Chu kỳ tế bào đề cập đến một loạt các giai đoạn trong đó các tế bào tiến triển từ khi sinh ra đến khi phân chia và chết đi. Việc điều chỉnh chu kỳ tế bào là rất quan trọng để duy trì chức năng bình thường của các mô và cơ quan. Thông qua quá trình phân chia và chết tế bào một cách có trật tự, cơ thể có thể tái tạo và sửa chữa các mô bị tổn thương trong khi vẫn duy trì số lượng tế bào cân bằng. Nếu tế bào mất kiểm soát chu kỳ tế bào, có thể dẫn đến sự tăng sinh bất thường và hình thành khối u. 

Tại sao tế bào không thể tồn tại mãi mãi? Điều này liên quan đến vòng đời của tế bào và tính ổn định của thông tin di truyền. Mỗi khi tế bào phân chia, các đầu của nhiễm sắc thể sẽ mất đi một lượng nhỏ DNA do cấu trúc và chức năng đặc biệt của telomere. Telomere là phức hợp DNA và protein tồn tại ở phần cuối của nhiễm sắc thể, có vai trò bảo vệ nhiễm sắc thể khỏi bị hư hại và mất ổn định. Khi số lần phân chia tế bào tăng lên, telomere sẽ dần ngắn lại, khi độ dài của telomere đạt đến một mức nhất định, tế bào sẽ bước vào giai đoạn gọi là “khủng hoảng vô tính”. 

Trong một cuộc khủng hoảng vô tính, telomere của tế bào trở nên quá ngắn để có thể bảo vệ đầy đủ. Điều này dẫn đến sự hợp nhất và tổn thương bất thường của nhiễm sắc thể, kích hoạt cơ chế tự hủy của tế bào. Cơ chế tự hủy này, được gọi là "lão hóa" hoặc "apoptosis" của tế bào, đảm bảo tiêu diệt các tế bào bị tổn thương để tránh sự phát triển thêm của các tế bào bất thường.

Telomere là phức hợp DNA và protein tồn tại ở phần cuối của nhiễm sắc thể.

Tuy nhiên, không phải tất cả các tế bào đều chết ngay sau khi telomere suy giảm. Trong một số trường hợp, tế bào có thể tiếp tục phân chia, nhưng những tế bào phân chia này sẽ mang theo những đoạn DNA bị hư hỏng. Theo thời gian, tổn thương DNA trong các tế bào này tích tụ lại, cuối cùng dẫn đến chết tế bào hoặc suy giảm chức năng.

Thông thường, hệ thống miễn dịch của cơ thể sẽ theo dõi và loại bỏ các tế bào bất thường, bao gồm cả những tế bào có telomere bị cạn kiệt. Tuy nhiên, khi tuổi thọ tăng lên và chức năng hệ thống miễn dịch suy giảm, các tế bào bất thường riêng lẻ có thể thoát khỏi sự kiểm soát của hệ thống miễn dịch và bắt đầu phân chia không kiểm soát.

Bề ngoài của tế bào đột biến không khác biệt đáng kể so với tế bào bình thường, việc ngụy trang này giúp chúng tránh được sự tấn công của hệ thống miễn dịch và tồn tại trong những góc yên tĩnh. Chúng sẽ phát triển âm thầm cho đến khi đạt đến giai đoạn đầu của quá trình hình thành khối u. Tại thời điểm này, ngay cả khi hệ thống miễn dịch phát hiện ra chúng thì cũng không thể chống lại chúng một cách hiệu quả và chỉ có thể cho phép chúng phát triển và tăng trưởng một cách thụ động. Trong giai đoạn này, các quần thể tế bào đột biến này sẽ cướp đi chất dinh dưỡng và không gian xung quanh để đáp ứng nhu cầu tăng trưởng của chính chúng. Do đó, các khối u hình thành.

Các yếu tố dẫn đến ung thư tế bào còn có nguyên nhân bên ngoài.

Các nghiên cứu gần đây cho thấy ngoài đột biến gene, các yếu tố dẫn đến ung thư tế bào còn có nguyên nhân bên ngoài. Trong nghiên cứu của mình, các nhà khoa học phát hiện ra rằng gene FOXR2 thường bị tắt trong các mô bình thường của con người, nhưng được kích hoạt ở ít nhất 70% các loại ung thư và 8% các khối u riêng lẻ.

Những phát hiện này đã được công bố trên tạp chí International Journal of Cancer. Khi các nhà nghiên cứu so sánh trình tự di truyền của bệnh ung thư não ở trẻ em, họ rất ngạc nhiên khi phát hiện ra rằng nhiều bệnh nhân ung thư có gene FOXR2 hoạt động bất thường. Trong trường hợp bình thường, gene FOXR2 không được biểu hiện ở bất kỳ mô bình thường nào ngoại trừ tinh hoàn.

Tuy nhiên, biểu hiện bất thường của FOXR2 đã được tìm thấy ở nhiều loại bệnh ung thư, bao gồm ung thư xương, khối u ác tính và ung thư phổi... Hoạt động của gene FOXR2 xuất hiện ngay cả trong các khối u não như u thần kinh đệm đường giữa lan tỏa. Các nhà khoa học tin rằng sự biểu hiện của gene FOXR2 giúp tăng cường tốc độ phát triển của các khối u não, bao gồm cả u thần kinh. Các tế bào có thể kích hoạt sự biểu hiện của gene này thông qua một quá trình gọi là hypomethylation. Khi gene FOXR2 được kích hoạt, một nhóm yếu tố phiên mã gọi là ETS bị biểu hiện quá mức, điều này có thể thúc đẩy sự hình thành khối u. Nói cách khác, gene FOXR2 giống như chiếc chìa khóa kích hoạt mở ra cánh cửa ung thư. Khi gene FOXR2 hoạt động, quá trình ung thư tế bào bắt đầu.

Hệ thống miễn dịch của hầu hết mọi người đều có hiệu quả loại bỏ những tế bào bất thường.

Vậy câu hỏi đặt ra là có phải tế bào ung thư chỉ được tìm thấy trong cơ thể bệnh nhân? Trên thực tế, đột biến tế bào đôi khi có thể xảy ra trong cơ thể người bình thường, dẫn đến sự xuất hiện của các tế bào ung thư trong cơ thể. Tuy nhiên, hệ thống miễn dịch của hầu hết mọi người đều có hiệu quả loại bỏ những tế bào bất thường này, ngăn ngừa chúng phát triển thành ung thư.

Những người già hoặc người có sức khỏe yếu có nguy cơ mắc ung thư tương đối cao do khả năng miễn dịch suy yếu và khả năng sàng lọc tế bào ung thư yếu. Vậy tại sao các tế bào ung thư lại hình thành các khối u gây nguy hiểm đến tính mạng của vật chủ? Chúng không biết rằng một khi vật chủ chết thì chính chúng cũng sẽ chết? Thực tế không phải vậy, một nghiên cứu cho thấy hầu hết các tế bào trở thành ung thư đều biến đổi trong quá trình lão hóa. Trong thời kỳ này, các tế bào đã ngừng phân chia do sự suy giảm của telomere và hệ thống miễn dịch của cơ thể sẽ loại bỏ các tế bào này.

Tế bào cũng giống như cơ thể con người, có mong muốn sinh tồn mãnh liệt. Xuất phát từ mong muốn sống sót theo bản năng, số ít tế bào đó bắt đầu sinh sôi nảy nở và biến đổi vô thời hạn, cuối cùng hình thành tế bào ung thư. Mặc dù chúng biết rất rõ rằng nếu tình trạng này tiếp diễn, vật chủ mà chúng dựa vào để sinh tồn sẽ sớm chết, toàn bộ quần thể của chúng cũng sẽ bị xóa sổ ngay lập tức, nhưng những tế bào này đã bị bản năng lấn át và không thể dừng lại việc phân chia. Điều này cũng giống như con người và Trái đất, một số ít người kiểm soát tài nguyên và quyền lợi, vì sự mong muốn hưởng thụ và ham muốn ích kỷ, họ đã không ngừng khai thác tài nguyên của Trái đất và hủy hoại môi trường của Trái đất. Họ có biết rằng những hành động này tương đương với việc hủy diệt Trái đất và hủy hoại tương lai của nhân loại, nhưng họ có dừng hành động đó lại không?