Hoài nghi từ buổi đầu

Kể từ khi phát hiện cấu trúc DNA vào những năm 1950, các nhà khoa học đã nghi ngờ lỗi gene và nhiều đột biến khác tích tụ trong các mô không sinh sản (mô soma) có thể giúp lý giải bệnh tật hoặc lão hóa. Đến những năm 1970, nhà nghiên cứu biết rằng các đột biến thúc đẩy tăng trưởng trong một phần nhỏ tế bào chính là nguồn gốc gây ung thư. Song, việc phát hiện và nghiên cứu những đột biến này rất khó khăn. Giải trình tự DNA tiêu chuẩn chỉ làm sáng tỏ những trình tự phổ biến nhất, còn đột biến hiếm không được chú ý. Điều này thay đổi vào năm 2008, khi các kỹ thuật mới nhạy bén đến mức phát hiện được đột biến trong một phần nhỏ tế bào.

Đầu những năm 2010, nhà sinh học tế bào gốc Siddhartha Jaiswal từ Đại học Stanford (Mỹ) cùng đồng nghiệp phân tích mẫu máu của hơn 17.000 người để tìm hiểu đột biến tích tụ trong tế bào máu thế nào trước khi chúng phát triển ung thư máu. Kết quả, đột biến liên quan tới ung thư hiếm khi xuất hiện ở người dưới 40 tuổi, nhưng có số lượng lớn khi tuổi tác tăng, chiếm khoảng 10% trở lên sau 70 tuổi.

Tuy nhiên, nhóm cũng thấy rằng các tế bào có đột biến thường giống hệt nhau về mặt di truyền: chúng là các bản sao tế bào (clone). Nguyên nhân có thể là do một trong hàng ngàn tế bào gốc tạo máu của cơ thể đã tiếp nhận đột biến, khiến nó phát triển và phân chia tốt hơn một chút. Sau nhiều thập niên, nó bắt đầu vượt mặt các tế bào gốc phát triển bình thường, tạo ra nhóm lớn các tế bào phù hợp về mặt di truyền.

Không ngạc nhiên khi bản sao tế bào máu đột biến phân chia có liên quan tới nguy cơ mắc ung thư máu. Nhưng chúng cũng liên quan đến nguy cơ mắc bệnh tim, đột quỵ và tử vong do bất kỳ nguyên nhân nào, có lẽ vì thúc đẩy tình trạng viêm. Bất ngờ thay, chúng liên quan tới việc giảm khoảng 1/3 nguy cơ mắc chứng mất trí nhớ Alzheimer. Jaiswal suy đoán một số bản sao có thể giúp lấp đầy mô não hoặc loại bỏ protein độc hại.

Các nhà nghiên cứu tại Viện Wellcome Sanger (Anh) cũng bắt tay tìm hiểu đột biến cơ thể ở các mô khác, bắt đầu từ da mí mắt. Theo tuổi tác, một số người bị sụp mí, cần phẫu thuật cắt một phần da để khắc phục. Nhóm lấy mảnh da từ bốn người bệnh và giải trình tự gene. Thật bất ngờ, tuy các bệnh nhân không bị ung thư da, nhưng da của họ chứa hàng nghìn bản sao, 1/5 đến 1/3 tế bào da mí mắt chứa đột biến liên quan tới ung thư. Nhóm còn xác định được các cụm tế bào đột biến giống hệt nhau trong nhiều loại mô như thực quản, bàng quang và ruột kết. Phát hiện này gây chấn động cộng đồng y khoa.

Tuy nhiên, các mô trong cơ thể có cách ngăn bản sao trở thành ung thư. Ví dụ, đến tuổi trung niên, nhiều bản sao tế bào chiếm phần lớn mô thực quản có đột biến làm gián đoạn gene NOTCH1. Điều này không ảnh hưởng việc thực quản di chuyển thức ăn, song ung thư dường như cần NOTCH1 để phát triển. Các đột biến xấu tích tụ trong tế bào thực quản nếu không có NOTCH1 thì ít có khả năng thành khối u hơn.