Miễn dịch liên kết vi khuẩn đường ruột và lão hóa
Trong những năm qua, các nhà nghiên cứu đã biết rằng các quần thể vi khuẩn thường trú đường ruột có những tác động to lớn đến các chức năng của cơ thể, gồm cả hệ miễn dịch. Các quần thể này đôi khi được gọi là “hội sinh”, tồn tại hầu như ở mọi loài động vật với sự cân bằng chức năng nhất định. Khi sự cân bằng này bị phá vỡ - chẳng hạn như do bệnh tật hay thuốc – dẫn tới tình trạng gọi là “rối loạn hệ vi khuẩn hội sinh đường ruột”, liên quan đến nhiều bệnh lý và thậm chí cả giảm tuổi thọ. Tuy vậy những hiểu biết chính xác về cách vi khuẩn đường ruột ảnh hưởng lên sức khỏe ra sao và ngược lại vẫn còn rất ít.
Igor Iatsenko, nhà khoa học từ phòng thí nghiệm Bruno Lemaitre của Viện Sức khỏe Toàn cầu thuộc EPFL, đã tìm ra cơ chế giải thích cho những vấn đề của hệ miễn dịch có thể gây ra rối loạn này, thứ đẩy mạnh các bệnh liên quan đến tuổi tác.
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng loài ruồi tên là Drosophila melanogaster thường được dùng để nghiên cứu về sinh học vi khuẩn đường ruột. Do muốn khám phá các tác động giữa vi khuẩn đường ruột và hệ miễn dịch với nhau, họ tập trung vào một protein thụ thể tên là protein nhận diện peptidoglycan SD (PGRP-SD). Loại protein này thuộc nhóm thụ thể nhận dạng mẫu, và vào năm 2016, Igor Iatsenko đã cho thấy PGRP-SD có thể phát hiện các kháng nguyên vi khuẩn ngoại lai và khiến hệ miễn dịch của ruồi chống lại chúng.
Miễn dịch liên kết vi khuẩn đường ruột và lão hóa.
Trong nghiên cứu mới đây, các nhà khoa học đã tắt gene của PGRP-SD đi, tạo ra những con ruồi với hệ miễn dịch bị hỏng. Những con ruồi biến dị có tuổi thọ ngắn hơn những con bình thường, và khi các nhà nghiên cứu khám nghiệm chúng, họ còn tìm thấy một lượng lớn bất thường loại vi khuẩn đường ruột Lactobacillus plantarum.
Nhìn vào tác động sinh học, các nhà khoa học thấy rằng vi khuẩn này tạo ra một lượng lớn acid lactic. Chất này, lần lượt, kích hoạt quá trình tân tạo các gốc tự do oxy hóa, gây tổn thương tế bào và góp phần vào quá trình lão hóa mô. Ngược lại, khi các nhà khoa học tăng quá trình sản xuất PGRP-SD, họ thấy rằng nó ngăn được rối loạn hệ vi khuẩn đường ruột, và còn kéo dài cả tuổi thọ của ruồi.
“Tại đây, chúng tôi cho vi khuẩn hội sinh tác động chuyển hóa qua lại với vật chủ,” Bruno Lemaitre cho biết. “Acid lactic, một sản phẩm chuyển hóa tạo ra bởi Lactobacillus plantarum, được kết hợp và chuyển hóa trong ruột ruồi, với tác dụng phụ là tạo ra các gốc tự do oxy hóa gây tổn thương biểu mô.” Các nhà nghiên cứu suy đoán rằng các cơ chế tương tự cũng đang diễn ra trong ruột động vật có vú.
“Nghiên cứu của chúng tôi đã xác định được loài vi sinh vật tạo ra các chất chuyển hóa có thể tác động đến quá trình lão hóa trên vật chủ,” Igor Iatsenko nói rằng. “Chắc chắc vẫn còn nhiều ví dụ tương tự, và việc hiểu rõ các tương tác chuyển hóa giữa vi khuẩn-vật chủ trong lúc lão hóa là rất cần thiết để phát triển các chiến lược chống lại bệnh tật liên quan đến tuổi tác.”