Một nhà di truyền học Hoa Kỳ có phát hiện khó tưởng tượng: xác định tốc độ lão hóa ở một ở người bằng việc phân tích mẫu máu. Với phương pháp này, ông đã phát minh cái đồng hồ cuộc đời có thể xác định lịch hết hạn sinh học của cơ thể – đó chính là thời gian chết.

Steve Horvath.Steve Horvath.

Nhà di truyền học và nhà thống kê sinh học Steve Horvath tại Đại học Californa, Los Angeles không phải là nhà tiên tri mà là một nhà khoa học. Nếu ai đó đưa cho ông mẫu nước bọt, mẫu máu hay nước tiểu ông sẽ phân tích và trả lời chủ nhân của các mẫu này bao nhiêu tuổi và người đó sẽ sống được bao lâu nữa. Cái đồng hồ cuộc đời của Horvath giờ đây đã làm phong phú thêm bộ công cụ nghiên cứu về tuổi già và kết quả thu được có thể sẽ vô cùng lớn. Không phải chỉ vì đến một ngày nào đó cái đồng hồ này sẽ cho chúng ta biết trước khi nào mình lìa đời mà cũng có thể giúp kéo dài tuổi thọ của con người.

Chúng ta đo tuổi thọ bằng năm. Đến một ngày nào đó trong năm, ngày sinh của chúng ta, ta cộng thêm một. Tuy nhiên cái tuổi thọ theo niên đại này không nhất thiết phản ánh chính xác, tuổi sinh học của ta là bao nhiêu. “Một số người thuộc diện già nhanh, một số lại trẻ lâu”, Horvath nói. Bản thân ông 51 tuổi, nhưng trông trẻ trung hơn. Cái này có sự đóng góp của cái má lúm đồng tiền, hễ ông cười, cái lúm đồng tiền càng rõ, mà ông lại hay cười.

Bằng cái đồng hồ cuộc đời này, nhà nghiên cứu đã đo tuổi thọ sinh học của bản thân mình và nhận được một kết quả đáng buồn: cơ thể ông già trước tuổi, hơn tới ba năm. Một phần nguyên do của độ vênh là do lỗi đo đạc. Phần còn lại, “khoảng một nửa” theo Horvath, là do di truyền. Đồng hồ-Horvath đo tuổi thọ sinh học, không phải theo năm tháng. Horvarth chịu đựng tuổi thọ của mình một cách thản nhiên, nhưng không chấp nhận sự lão hóa. “Không ai là người muốn đau buồn. Vậy thì tại sao lại không làm cái gì đó để chống lại nó?”

Ngay khi mới 16 tuổi Horvath đã quan tâm đến sự lão hóa và cái chết, khi đó cậu và người anh cùng bạn bè đã thảo luận về chủ đề vì sao con người phải chết và tại sao con người không thể sống lâu hơn. Các chàng trai đã thề thốt sẽ dành cuộc đời mình để chống lại sự lão hóa. Họ đã đặt tên cho dự án của mình là “Gilgamesch-Project”, ám chỉ sử thi cổ xưa về việc nhà vua Gilgamesch đi tìm cây trường sinh.

353 vị trí trên DNA tiết lộ tuổi sinh học

Anh trai và các bạn thời trẻ từ lâu đã theo đuổi các chủ đề khác trong sự nghiệp của họ. Nhưng bản thân ông, 35 năm sau, đã có một bước tiến quyết định đến gần đích hơn. Tuy không cản trở được cái chết, đồng hồ cuộc sống của ông có thể tiên đoán và đo đạc để tìm ra cái gì cản trở, hay thúc đẩy quá trình lão hoá ở người.

Bộ gene di truyền của chúng ta được viết bằng bốn chữ cái hóa học: A, T, C và G. Tại bất kỳ đâu trong DNA, nơi tiếp sau C là G thì tế bào có thể gắn một ký hiệu hóa học – cái gọi là nhóm- Methyl. Nếu ta tưởng tượng bộ gene di truyền là một cuốn sách ở phần giới thiệu chứa đựng tất cả những gì liên quan đến cấu trúc cơ thể con người, thì cái đánh dấu nhóm methyl như những vệt màu gạch chân những phần đặc biệt quan trọng của cuốn sách.

Vật liệu di truyền tiết lộ người ta có thể sống được bao lâu nữa.Vật liệu di truyền tiết lộ người ta có thể sống được bao lâu nữa.

Trên cơ sở đó, tế bào sẽ bật đóng hay mở. Đây là một cơ chế quan trọng mà nhờ nó, tế bào não khi làm việc không phải huy động toàn bộ vật liệu di truyền mà chỉ cần huy động đúng đoạn mà bộ não cần, thí dụ tế bào thận, phổi, hay tế bào gan. Không chỉ vậy, ngay cả chế độ ăn uống, hút thuốc lá, hoạt động thể thao và các trải nghiệm khác cũng làm thay đổi mẫu methyl hóa. Epigenetic là tên của lĩnh vực nghiên cứu này, chuyên nghiên cứu về những biến đổi bên ngoài của bộ gene.

Horvath sử dụng các dữ liệu di truyền của 8000 người, các dữ liệu này được tự do tiếp cận, và ông đưa vào đó một thuật toán tìm kiếm những đánh dấu methyl có liên quan nhiều đến tuổi thọ con người. Cuối cùng còn lại 353 điểm trên DNA, từ đây ông có thể xác định được độ tuổi. Cái đồng hồ-Horvath đo được tuổi thọ sinh học ở một con người điều này có thể sai lệch so với tuổi thọ niên đại của người đó, tuy nhiên hai giá trị này liên quan chặt chẽ với nhau. Khi đồng hồ Horvath đo được tuổi thọ sinh học thì độ chênh lệch so với tuổi niên đại cộng/trừ 3,6 năm.

Cho đến nay chưa có ai có thể xác định tuổi dựa vào mô mà lại có độ chính xác cao như hiện nay – thí dụ các nhà nghiên cứu đã tìm cách dựa vào đoạn cuối của nhiễm sắc thể để xác định tuổi. Cái đồng hồ cuộc đời của Horvath mở ra một loạt khả năng thú vị, thí dụ đối với ngành pháp y. Người ta có thể dựa vào mẫu cơ vô cùng ít ỏi tại hiện trường vụ án để xác định tuổi niên đại của nghi phạm với độ chính xác cộng/trừ 3,6 năm. Nhiều người tỵ nạn không có giấy tờ để có thể xác định tuổi của họ, do đó chiếc đồng hồ cuộc đời này cũng hữu dụng.

Thời gian chết chính xác với sai số cộng/trừ 5 năm

Đồng hồ cuộc đời còn cho chúng ta biết tốc độ lão hóa của chúng ta như thế nào. Nếu độ tuổi sinh học cao hơn tuổi niên đại – thí dụ trường hợp của Horvath là như vậy – điều đó có nghĩa là thân thể ta già đi nhanh hơn. Trường hợp ngược lại có nghĩa là lão hóa chậm hơn. Horvath đã xem xét bộ gene của những người trên trăm tuổi. Horvath tiết lộ “Về mặt biểu sinh (Epigenetic) thì các cụ này trẻ hơn 20 tuổi, sự lão hóa ở con cái họ cũng chậm hơn hẳn. một điều gây bất ngờ là: các cơ quan nội tạng lão hóa không giống nhau”. Khi ông thử đồng hồ ở các mẫu mô khác nhau ông luôn nhận được các giá trị khác nhau. “mô ngực ở phụ nữ lão hóa nhanh nhất, chậm nhất là sự lão hóa ở tiểu não”. Không phải chỉ có gene tác động đến sự lão hóa, hoạt động thể thao và ăn uống lành mạnh cũng làm cho đồng hồ cuộc đời chạy chậm lại, stress, béo phì, thuốc lá làm cho đồng hồ chạy nhanh hơn. Qua đó ta thấy đồng hồ cuộc đời của Horvath đã xác thực những điều mà các thầy thuốc và chuyên gia dinh dưỡng đã cảnh báo từ lâu. Ngay cả giới tính, bệnh tật và chấn thương cũng tác động đến tốc độ lão hóa.

Với cái đồng hồ cuộc đời này, Horvath có thể xác định lịch hết hạn sinh học của cơ thể – đó chính là thời gian chết. Cái đồng hồ cuộc đời đầu tiên của Horvath còn rất không chính xác, kết quả xác định thời điểm chết có độ dung sai cộng/trừ những tám năm (tất nhiên loại đồng hồ này không thể tiên đoán các trường hợp tai nạn bất ngờ). Nhà nghiên cứu đã cải tiến thuật toán của mình, giờ đây nó có thể xác định thời gian chết với độ dung sai là cộng/trừ năm năm.

Để phát triển loại đồng hồ mới có tên là “DNAm GrimAge” Horvath dùng mẫu máu và các bộ dữ liệu y học của công trình nghiên cứu -Framingham-tim, một công trình nghiên cứu đồ sộ về sức khỏe tiến hành trong một thời gian dài gồm nhiều dữ liệu y học thu thập từ những người tham gia thí nghiệm này nhằm xác định được những rủi ro về tim mạch và đột quỵ. Công trình này bao gồm cả mẫu và dữ liệu liên quan đến cả những người đã chết. GrimAge đo 1030 chứ không phải chỉ có 353 điểm methyl hóa trên DNA, trong đó có cả những vị trí đã thay đổi do thay đổi lối sống. Hút thuốc lá, tiêu thụ thịt và rau củ quả, béo phì – mọi vấn đề này đều để lại dấu vết biểu sinh và đều được đưa vào dự báo.

Ý thức được rằng mình sẽ phải chết, đó là sự khác biệt giữa con người và con vật. Vậy chúng ta sẽ làm gì khi biết được thời điểm sẽ bị chết? “Có thể có người sẽ suy nghĩ, cân nhắc kỹ lưỡng sẽ làm gì đối với khoảng thời gian cuối cùng còn lại này. Người đó sẽ nghĩ không lần lữa, chần chừ với những ước muốn của mình nữa”, theo Joachim Boldt thuộc Viện về Đạo đức học và Lịch sử Y học Đại học Freiburg. “Nhưng cũng có trường hợp giống như khi chẩn đoán một ca bệnh rất nặng, người bệnh nghe nói về điều có thể xảy ra thì bị sốc nặng”.

Steve Horvath không muốn thương mại hóa cái đồng hồ cuộc đời của ông. Nó sẽ tác động đến xã hội như thế nào, khi có dự báo về thời điểm của cái chết, điều này vẫn còn rõ. Elias Canetti trong vở kịch của ông có tên “Die Befristeten” công diễn năm 1952, trong vở diễn mọi người đều biết trước về thời điểm chết của mình. Những người sống lâu có địa vị cao hơn trong xã hội hư cấu của Canetti so với những người đoản mệnh. Đây là một sự sợ hãi rất thực tế.

Nếu tới đây, dự án Gilgamesch có thể đi tiếp vào vòng sâu hơn, với đồng hồ cuộc đời của Horvath người ta có thể tính toán dùng thuốc gì, áp dụng liệu pháp nào để chặn lại sự lão hóa. Các nhà nghiên cứu đang ráo riết tìm tòi những chất trường sinh bất lão.

Một xã hội mà con người có thể thọ đến 150 năm thì sẽ có hình hài như thế nào? Liệu chúng ta có tranh cãi, sẽ thi tốt nghiệp phổ thông cơ sở ở tuổi 28 và nghỉ hưu ở tuổi 128? Chỉ có điều Steve Horvath sẽ trung thành với sứ mạng của mình, sẽ đấu tranh để chống lại sự lão hóa. Thực tế sẽ chứng minh liệu ông có may mắn hơn Gilgamesch hay không. Trong sử thi nhà vua đã tìm thấy cây trường sinh bất lão, nhưng một con rắn đã cuỗm cái cây này của nhà vua!

Xuân Hoài (Theo Die Welt) / Khoahocphattrien