Ngăn ngừa rụng tóc bằng cách điều chỉnh quá trình trao đổi chất của tế bào gốc
Một phát hiện mới của nhóm các nhà nghiên cứu tại Đức, đã tìm ra cơ chế giúp tế bào tóc con chuyển lại thành tế bào gốc nang tóc. Tế bào gốc nang tóc là nguồn cung cấp tóc quan trọng, ngăn ngừa rụng tóc và hói đầu.
Tế bào gốc nang tóc sẽ tăng sinh và biến đổi thành tế bào nguyên sơ từ đó tạo nên các tế bào tóc con
Mỗi ngày, các mô cơ thể như da hay nang tóc liên tục bị tác động từ nhiều yếu tố có hại từ môi trường như tia UV hay khói bụi, làm chúng liên tục bị hủy hoại và được thay mới.
Trung bình 500 triệu tế bào và 100 cọng tóc bị rụng/loại bỏ hằng ngày. Các vật liệu chết này được thay thế bằng tế bào gốc, là các tế bào sống lâu và có khả năng biệt hóa, tăng sinh mạnh. Chức năng của các mô dựa trên sức khỏe và hoạt động của các tế bào gốc. Sự thoái hóa và giảm sút số lượng của tế bào gốc là nguyên nhân dẫn đến các hiện tượng lão hóa, bao gồm rụng tóc, xạm da …
Trong nang tóc của chúng ta, tế bào gốc nang tóc sẽ tăng sinh và biến đổi thành tế bào nguyên sơ từ đó tạo nên các tế bào tóc con. Tế bào tóc con sinh trưởng và giúp nang tóc phát triển. Tuy nhiên, một lượng tế bào tóc con sẽ chuyển đổi lại thành tế bào gốc trong điều kiện môi trường và trao đổi chất phù hợp và các tế bào gốc nang tóc này tiếp tục chu kỳ sinh trưởng tạo tóc mới. Nếu vì 1 số lý do nhất định mà các tế bào tóc con không biến đổi lại thành tế bào gốc, các tế bào nang tóc sẽ phát triển đến giai đoạn tự hủy dẫn đến rụng tóc mà không có tóc mới thay thế.
Các nhà nghiên cứu từ Đức và Phần Lan cho biết, vấn đề cốt lõi nằm ở sự trao đổi chất. Khi tế bào thay đổi trạng thái, chúng sẽ thay đổi quá trình trao đổi chất. Các tế bào gốc của nang tóc có khả năng trao đổi chất rất tốt bằng con đường phân hủy đường glucose trong điều kiện kém oxy bên dưới bề mặt da.
Trong khi với các tế bào tóc con, hoặc tế bào nguyên sơ thì khả năng này kém hơn- chúng không dựa vào quá trình phân hủy đường mà dựa vào quá trình chuyển hóa glutamine. Theo các nhà nghiên cứu, ngăn ngừa rụng tóc đòi hỏi các tế bào phải trao đổi chất linh hoạt tức là phải có khả năng quay trở lại quá trình phân hủy đường.
Kết quả này cũng đã được nhắc tới ở bài báo “Kiểm soát sự trao đổi chất Glutamine trong chu kì tái tạo và duy trì tế bào gốc nang tóc” đăng trên Cell Metabolism. Các tác giả của bài báo đã viết: “Chu kì tái tạo của tế bào gốc nang lông (HFSC) và chuyển hóa glutamine được điều chỉnh thông qua phức hợp rapamycin 2 (mTORC2), việc ức chế mTORC2 dẫn đến ngăn cản sự tái tạo của tế bào gốc nang lông (HFSC) gây khiếm khuyết khi tái tạo nang lông và ảnh hưởng đến quá trình bảo trì HFSC về lâu dài ’’.
Vào cuối mỗi chu kỳ tái tạo, trong thời gian tạo ra tóc mới, các tế bào gốc sẽ quay trở lại vị trí của chúng và tiếp tục trạng thái tĩnh. Phát hiện quan trọng của nghiên cứu này là khả năng tái tạo tế bào gốc bằng cách chuyển từ chuyển hóa glutamine và hô hấp tế bào sang quá trình đường phân. Các nhà nghiên cứu nhấn mạnh: các tế bào gốc sống trong một môi trường có lượng oxy thấp và do đó sử dụng glucose thay vì glutamine làm nguồn carbon để tổng hợp năng lượng và protein. Sự thay đổi này được kích hoạt bởi nồng độ oxy thấp và tín hiệu Rictor. Do đó, Ding và Eming gần đây đã tạo ra một mô hình chuột di truyền để nghiên cứu chức năng của Rictor và quan sát thấy rằng những con chuột thiếu Rictor bị rụng lông và giảm số lượng tế bào gốc. Eming cho biết những phát hiện tiền lâm sàng này có thể chuyển sang thử sinh học tế bào gốc ở người để ngăn cản quá trình lão hóa nang tóc.
Sau khi được kích hoạt, các tế bào gốc của nang lông thoát ra khỏi hành lông của chúng để tạo ra vỏ rễ bên ngoài, nhưng một số tế bào tiền thân đã biệt hóa này quay trở lại hành lông để tiếp tục trạng thái tế bào gốc. Sự tái tạo này đòi hỏi ức chế chuyển hóa glutamine do mTORC2 điều khiển.
Biên dịch:
Nguyễn Cao Quỳnh Anh
TS.DS. Phạm Đức Hùng
TS. Nguyễn Thị Thanh Vân
TLTK
- Hair Loss Prevented by Modifying Stem Cell Metabolism, Genengnews. Genengnews, 28 Sep 2020, ngày truy cập 01 Oct 2020.
- Christine S.Kim, “ Glutamine Metabolism Controls Stem Cell Fate Reversibility and Long-Term Maintenance in the Hair Follicle’’, Cell Metabolism, 8 Sep 2020, DOI: https://doi.org/10.1016/j.cmet.2020.08.011.
