Tại sao cá voi lại không bị ung thư?

Ung thư là 1 thực trạng sinh học tàn khốc với nhiều đặc tính mà tới ngày nay chúng ta vẫn chưa thể hiểu rõ hết. Những loài động vật to lớn dường như miễn nhiễm với căn bệnh này. Gần như không có tế bào ung thư nào được hình thành bên trong cơ thể voi, cá voi và tê giác. Điều này thực sự gây khó hiểu, bởi 1 sinh vật có càng nhiều tế bào thì càng có khả năng những tế bào của chúng sẽ bị biến đổi không kiểm soát và gây ra ung thư.

Để hiểu được nghịch lý này, trước tiên chúng ta phải nhìn vào bản chất của bệnh ung thư.

Các tế bào của chúng ta hình thành từ vô số các bộ phận khác nhau, được điều khiển bằng các phản ứng hóa học, khiến chúng tạo ra cũng như phá hủy các cấu trúc, duy trì sự trao đổi chất để tạo năng lượng hoặc các bản sao hoàn hảo của chúng. Các mạng lưới sinh hoá này gắn kết và xếp chồng lên nhau, hoạt động 1 cách hoàn hảo cho tới khi xảy ra sự cố.

May mắn thay, các tế bào của chúng ta có 1 chiếc “công tắc” hủy diệt. Nếu mạng lưới sinh hoá trong tế bào bắt đầu bị hỏng thì chiếc công tắc này sẽ được bật, khiến chúng phải chịu “sự chết rụng” (apoptosis) hoặc trải qua “sự chết theo chương trình của tế bào” (programmed cell death). Điều này nhằm tiêu diệt các tế bào ung thư trước khi chúng có thể đột biến. Nhưng cái “công tắc” này cũng có lúc sai lầm và trở nên vô dụng. Trong trường hợp đó, hệ miễn dịch của chúng ta sẽ xác định những tế bào bị hỏng và loại bỏ chúng trước khi phát triển ngoài tầm kiểm soát. Nhưng nếu tuyến phòng thủ thứ 2 này cũng thất bại, cụm tế bào ung thư sẽ phát triển thành khối u.

Tất cả các loài động vật đều gặp phải vấn đề này, bởi tất cả đều có kích thước tế bào gần bằng nhau. Nói 1 cách logic thì chuột hamster có ít tế bào và tuổi thọ sống ngắn hơn, nên ít có khả năng xảy ra sự cố, do đó khả năng bị ung thư cũng giảm xuống. Mặc dù logic là vậy, nhưng thực tế lại không như thế: tỉ lệ ung thư ở các loài gặm nhấm xấp xỉ bằng với loài người. Điều này còn điên rồ hơn khi cá voi xanh có tuổi thọ lớn hơn con người và có số lượng tế bào nhiều gấp 300 lần chúng ta, nhưng chúng lại không bị ung thư. Đây được gọi là nghịch lý Peto.

Peto là 1 nhà dịch tễ học người Anh, là người đầu tiên đưa ra giả thuyết rằng tỉ lệ ung thư ở 1 loài không tương đương với số lượng tế bào mà loài đó có. Nghịch lý này có thể được giải thích thông qua 2 giả thuyết:

Lời giải thích tiềm năng đầu tiên cho hiện tượng trên là các giống loài cần phải tiến hoá đề chống lại bệnh ung thư. Giả thuyết này chỉ ra rằng khi các sinh vật đa bào phát triển ngày một to lớn hơn, chúng sẽ tiến hoá để có thể chống chọi lại với nhiều căn bệnh ung thư khác nhau, số còn lại sẽ chết và tuyệt chủng. Sự tiến hoá này có thể đến dưới dạng các gen ức chế khối u, ngăn chặn đột biến xảy ra trong các tế bào hoặc ra lệnh cho “sự chết rụng”” của tế bào không được phép dừng lại.

Khi quan sát các sinh vật, những loài to lớn có số lượng gen ức chế khối u nhiều hơn các loài sinh vật có kích thước nhỏ. Do sự thích nghi tiến hoá này, 1 tế bào cá voi đòi hỏi nhiều đột biến hơn so với 1 tế bào chuột hamster để có thể chạm tới ngưỡng bị ung thư. Điều này làm cho các loài động vật to lớn có khả năng chống lại sự hình thành của ung thư 1 cách tốt hơn, và chắn điều đó cũng đi kèm với một số hạn chế trong các khía cạnh khác của việc tiến hoá. Nhưng những hạn chế đó là gì thì tới nay vẫn còn là 1 bí ẩn.

Lời giải thích tiềm năng thứ 2 cho nghịch lý này là sự tồn tại của các siêu khối u, tương tự như các siêu ký sinh trùng ăn những ký sinh trùng khác. Nếu 1 tế bào ung thư thành công trong việc phát triển thành 1 tập hợp các tế bào, nó cần phải có sự hỗ trợ của cơ thể. Vì vậy, nó bắt chước các tế bào bình thường khác và đánh lừa cơ thể xây dựng các mạch máu kết nối trực tiếp với khối u, từ đó có thể nuôi dưỡng khối u.

Nhưng các tế bào ung thư vốn không ổn định về mặt di truyền, chúng sẽ tiếp tục biến đổi không kiểm soát cho tới khi những tế bào bản sao của chúng tách ra độc lập, hút và tranh giành chất dinh dưỡng từ cơ thể với tế bào ung thư ban đầu. Do đó, khối u ban đầu sẽ bị bỏ đói và chết, trong khi khối u mới sẽ bắt đầu phát triển. Chu kỳ này có thể xảy ra liên tục trong vòng đời của 1 sinh vật, khiến các khối u không bao giờ phát triển đủ lớn để có thể gây hại trước khi bản sao giả mạo của tế bào ung thư ban đầu xâm chiếm và khởi động lại toàn bộ quá trình.

Giả thuyết về siêu khối u này có thể áp dụng lên thực tiễn để lý giải tại sao những động vật nhỏ lại có tỉ lệ bị ung thư cao hơn những động vật to lớn. 1 ounce khối u chiếm khoảng 10% trọng lượng cơ thể của chuột hamster, nhiêu đó là quá đủ để xuất hiện các triệu chứng có thể làm hại chúng. Để so sánh thì khối u này chỉ chiếm 0.002% trọng lượng cơ thể người và 0.000009% trọng lượng cơ thể cá voi. Do đó, khi 1 siêu khối u hình thành, cắt đi nguồn chất dinh dưỡng của khối u cũ và khởi động lại quá trình phát triển, nó gây ra nhiều thiệt hại hơn cho những sinh vật nhỏ bé.

Bằng cách tìm ra chính xác những gì làm cho các sinh vật to lớn có thể chống lại ung thư, chúng ta có thể sử dụng những thông tin đó để phát triển các phương pháp điều trị mới có thể chiến đấu với căn bệnh này 1 cách hiệu quả hơn. Nếu lời giải thích đầu tiên là đúng, chúng ta cần tìm cách bổ sung nhiều hơn các chất ức chế khối u vào cơ thể, nhưng phải đảm bảo rằng những tác dụng phụ mà chúng đem lại không nguy hiểm hơn những khối u mà ta đang phải đối mặt. Nếu lời giải thích thứ 2 là chính xác, chúng ta có thể tìm cách liên tục đưa những khối u mới vào cơ thể ở những vị trí có các khối u từ trước, qua đó khởi động lại chiếc đồng hồ của bệnh ung thư.

Mặc dù những bước tiếp theo có vẻ rõ ràng trong từng tình huống, nhưng cả 2 đều cực kỳ nguy hiểm. Không nên vội vàng cho tới khi chúng ta hiểu thêm về chúng và tìm được chính xác nguyên nhân gây ra nghịch lý Peto. Ung thư là 1 căn bệnh thảm khốc đối với nhân loại, và chúng ta đang ở gần hơn bao giờ hết với việc tìm ra phương pháp chống lại chúng ở cấp độ tế bào.