Làm thế nào để “tắt” các gen gây ung thư?  

Những thay đổi trong các yếu tố biểu sinh có thể tác động đến việc hình thành tế bào ung thư. Cách ăn uống, rượu bia, thuốc lá, ma túy, căng thẳng tâm lý và môi trường sống đều có ảnh hưởng đến di truyền biểu sinh, và do đó quyết định nguy cơ mắc ung thư của một người.    

Tháng 09/2015, cô Monica được chẩn đoán ung thư vú giai đoạn giữa. Monica là chị song sinh cùng trứng với Erika 38 tuổi, người cũng thường xuyên chụp nhũ ảnh và siêu âm nhưng chưa từng phát hiện ra ung thư. Ngược lại, Monica có một khối u to bằng một quả bóng tennis ở vú trái và các tế bào ung thư đã di căn đến các hạch bạch huyết của cô.

Cặp song sinh này có cùng bộ gen, vậy tại sao một người lại bị ung thư trong khi người kia thì không?

Chúng ta luôn nghĩ rằng bộ gen, DNA của chúng ta, quyết định mọi thứ về chúng ta. Trên thực tế, còn một yếu tố quyết định khác, đó là “sự bật tắt” của các gen. Nói theo cách này, một gen xác định rằng hai anh em sinh đôi có cùng một chiếc vòng cổ, nhưng “công tắc” của gen sẽ xác định liệu họ có đeo hay không, khi nào họ đeo và họ đeo trong bao lâu.

Yếu tố biểu sinh là chìa khóa để xác định liệu gen này được “bật” hay “tắt”

DNA của mỗi người là cố định. Khi tinh trùng của bố kết hợp với trứng của mẹ sẽ tạo ra toàn bộ DNA hoàn chỉnh của một người. Có khoảng 200 loại tế bào trong cơ thể, nhưng tất cả đều có cùng một DNA.

Tuy nhiên, cùng một DNA nhưng cơ thể chúng ta có thể tạo ra các loại tế bào khác nhau thông qua sự dẫn hướng các yếu tố biểu sinh, và sự khác biệt giữa các tế bào là rất lớn.

Tương tự, các yếu tố biểu sinh cũng có thể kích thích hoặc ức chế sự hình thành các tế bào ung thư.

Có khoảng 50 nghìn tỷ tế bào trong cơ thể người, và mỗi tế bào chứa khoảng 6 feet (0,3m) DNA. Lý do tại sao các DNA dài như vậy có thể nằm gọn trong nhân tế bào là do cấu trúc cuộn xoắn của DNA [Chromosomes].

Các sợi DNA xoắn quanh một khối protein được gọi là histone. Một đoạn DNA sẽ bọc xung quanh khoảng 30 triệu histone. Trong hình minh họa phía dưới, mỗi cuộn tròn đại diện cho một histone và các sợi DNA bao quanh.

Các yếu tố biểu sinh có thể gắn với “đuôi” của histon hoặc với DNA như những chiếc thẻ.

Các yếu tố biểu sinh (nhóm metyl) liên kết với DNA có thể trực tiếp “tắt” các gen.

Các yếu tố biểu sinh cũng kiểm soát trạng thái gắn kết của DNA với histone, khiến các gen quấn chặt quanh các histon tạo thành cấu trúc xoắn cuộn. Từ đó, ức chế sự sự biểu hiện gen, và cơ thể sẽ không thể phiên mã các gen này. Như vậy, các gen ở trạng thái “tắt”.

Các yếu tố biểu sinh cũng có thể tháo xoắn các sợi DNA quấn quanh các histon. Sau khi duỗi xoắn, sợi DNA không còn bị ức chế, vì vậy cơ thể có thể tiến hành quá trình phiên mã. Điều này có nghĩa là các gen ở trạng thái “bật”.

Những thay đổi trong các yếu tố biểu sinh cuối cùng có thể quyết định liệu một người có mắc một bệnh cụ thể hay không. Ví dụ, khi không có yếu tố biểu sinh, gen tổng hợp protein ức chế ung thư không thể biểu hiện, cơ thể sẽ không sản xuất được protein này và dẫn đến hình thành khối u. Tuy nhiên, nếu gen này hoạt động bình thường, nó có thể ngăn không cho khối u xuất hiện.

Bật gen tốt và tắt gen xấu để tránh ung thư và các bệnh di truyền

Chúng ta không thể thay đổi gen của mình. Vì vậy, làm thế nào chúng ta có thể bật gen tốt và tắt gen xấu để ngăn ngừa ung thư phát triển?

Cách ăn uống, rượu bia, thuốc lá, ma túy, căng thẳng tâm lý và môi trường sống đều có tác động đến các yếu tố biểu sinh. Những tác nhân này ảnh hưởng đến gen thông qua 2 cách chính: quá trình methyl hóa DNA và quá trình sửa đổi histone.

Ngày càng có nhiều nghiên cứu phát hiện ra rằng cách ăn uống là chìa khóa để kiểm soát sự biểu hiện của gen.

Nhóm methyl là một yếu tố biểu sinh có thể xâm nhập vào tế bào thông qua cách ăn uống. Quá trình gắn nhóm methyl vào DNA được gọi là sự methyl hóa DNA.

Tế bào bình thường	Gen sinh ung thư (oncogenes)	Tắt
	Gen ức chế khối u	Bật
Tế bào ung thư	Gen sinh ung thư	Bật
	Gen ức chế khối u	Tắt

Nhóm metyl có thể làm tắt các gen. Trong các tế bào bình thường, quá trình methyl hóa làm tắt các gen sinh ung thư khiến nhóm gen này không được biểu hiện. Trong khi các gen ức chế ung thư không được methyl hóa, vì vậy chúng luôn ở dạng hoạt động. Ở các tế bào ung thư thì ngược lại.

Một cơ chế điều hòa khác là sửa đổi histone, cũng dựa trên nguyên lý tương tự.

Nói tóm lại, khi tiêu thụ thực phẩm có lợi cho việc chống ung thư (dù theo cách tác động nào) thì cuối cùng chúng ta cũng đều đạt được mục đích: tắt các gen sinh ung thư và bật các gen ức chế ung thư.

Các chất dinh dưỡng và thực phẩm làm thay đổi biểu hiện gen để chống lại bệnh ung thư

1. Catechin

Polyphenol được tìm thấy trong trái cây và rau củ, giúp bảo vệ cơ thể chống lại nhiều loại bệnh tật. Các polyphenol trong thực phẩm làm thay đổi các yếu tố biểu sinh của tế bào ung thư, bao gồm kích hoạt các gen im lặng, từ đó chống lại bệnh ung thư.

Thuộc nhóm polyphenol, catechin là hợp chất có hoạt tính sinh học phong phú nhất trong trà xanh, chiếm tới hơn 50% tổng số các hoạt chất. Tác dụng chống ung thư của catechin đã và đang được nghiên cứu rộng rãi.

Catechin có thể ngăn chặn quá trình methyl hóa gen ức chế ung thư. Khi bị methyl hóa, các gen ức chế ung thư sẽ trở nên không hoạt động. Việc tiêu thụ catechin sẽ bảo vệ hoạt động của các gen có lợi, từ đó kích thích các tế bào sản xuất ra các protein chống ung thư để chống lại và điều trị ung thư.

Một nghiên cứu tại Đại học New Jersey được công bố trên tạp chí Cancer Research đã chứng minh rằng catechin trong trà xanh có thể ức chế sự methyl hóa DNA và kích hoạt lại các gen ức chế ung thư trong các tế bào ung thư đại tràng, da, thực quản và tuyến tiền liệt.

Một nghiên cứu khác được công bố trên tạp chí Carcinogenesis cho thấy rằng catechin có tác dụng điều hòa tương tự đối với quá trình methyl hóa DNA trong các tế bào ung thư da.

Ngoài ra, một số lượng lớn các nghiên cứu đã chứng minh rằng tiêu thụ catechin có tác dụng ức chế đáng kể các tế bào ung thư trong khoang miệng, vú, dạ dày, buồng trứng và tuyến tụy.

2. Resveratrol

Resveratrol là một polyphenol thực vật tồn tại tự nhiên trong vỏ của trái nho. Các loại trái cây như dâu tằm, nam việt quất, việt quất và đậu phộng cũng chứa resveratrol.

Resveratrol có đặc tính chống oxy hóa, chống viêm và chống ung thư. Hợp chất này có tác động đến các con đường tín hiệu kiểm soát quá trình phân chia, tăng trưởng và chết theo chương trình của tế bào (apoptosis) cũng như sự di căn của tế bào ung thư. Nghiên cứu đã chứng minh resveratrol có đặc tính chống tăng sinh đối với các tế bào ung thư gan, da, vú, tuyến tiền liệt, phổi và đại trực tràng.

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Arizona đã phát hiện ra rằng resveratrol kích hoạt sự biểu hiện di truyền của các protein ức chế ung thư trong các tế bào ung thư vú.

Các nhà khoa học tại Viện Y tế Quốc gia đã chứng minh rằng resveratrol có thể ức chế sự biểu hiện của các protein chống lại quá trình apoptosis ở tế bào ung thư vú, từ đó khiến tế bào ung thư chết theo chương trình. Do đó, các nhà nghiên cứu kết luận rằng resveratrol là một lựa chọn tuyệt vời cho liệu pháp điều trị đích của bệnh ung thư vú.

• Các hợp chất ức chế biểu hiện gen bao gồm: curcumin, catechin.  
• Các hợp chất kích hoạt biểu hiện gen bao gồm: isoflavones trong đậu nành.
• Các hợp chất ức chế quá trình tắt gen bao gồm: selen có trong quả hạch Brazil, bông cải xanh, resveratrol trong nho, isoflavones trong đậu nành, curcumin và allyl mercaptan trong tỏi.

3. Isoflavones

Nhiều người đã quen thuộc với isoflavone trong đậu nành và các sản phẩm từ đậu nành. Isoflavone cũng được tìm thấy trong các loại thực phẩm như đậu rộng và củ sắn dây.

Isoflavones trong đậu nành là một dạng của phytoestrogen. Đặc tính ngăn ngừa ung thư và chống ung thư của isoflavone dựa trên khả năng điều chỉnh quá trình phiên mã gen thông qua cơ chế biến đổi histone và methyl hóa DNA.

Các nghiên cứu đã chứng minh rằng isoflavone trong đậu nành có thể tái kích hoạt  sự biểu hiện của các gen ức chế ung thư trong các tế bào ung thư tuyến tiền liệt. Người ta cũng phát hiện ra rằng isoflavone đậu nành và các isoflavone khác có thể điều chỉnh sự biểu hiện của các RNA không mã hóa trong một số loại tế bào ung thư.

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Missouri đã tiến hành một thử nghiệm chống ung thư ở người bằng isoflavone đậu nành. Các nhà nghiên cứu cung cấp cho 34 phụ nữ tiền mãn kinh khỏe mạnh 40mg hoặc 140mg isoflavone mỗi ngày trong một chu kỳ kinh nguyệt, và sau đó đánh giá những thay đổi di truyền của họ. Kết quả cho thấy dùng isoflavone làm tăng methyl hóa hai gen liên quan đến ung thư vú, từ đó ức chế các gen ung thư vú này.

4. Isothiocyanates

Isothiocyanate là một hợp chất có trong các loại rau họ cải (bao gồm bông cải xanh, bắp cải, cải xoăn và rau cải xanh). Isothiocyanate ức chế sự phát triển của tế bào ung thư và có khả năng kích hoạt quá trình chết của tế bào ung thư.

Trong một nghiên cứu trên người được thực hiện tại Đại học bang Oregon, tiêu thụ 68g mầm bông cải xanh đã được chứng minh là có tác dụng ngăn ngừa ung thư nhờ ức chế hoạt động của enzyme histone deacetylase trong các tế bào đơn nhân ở máu ngoại vi. Ngoài ra, thông qua các thí nghiệm nuôi cấy tế bào, các nhà nghiên cứu tại một trường đại học khác ở Hoa Kỳ đã chứng minh rằng isothiocyanates có thể ức chế enzyme methyltransferase trong tế bào ung thư vú và ngăn chặn gen hTERT, vốn biểu hiện quá mức trong khoảng 90% trường hợp ung thư.

Ngoài ra, một số yếu tố dinh dưỡng cũng có thể kiểm soát và điều trị ung thư. Một bài tổng quan trên tạp chí Epigenomics đã kết luận rằng các chất dinh dưỡng và thực phẩm sau đây có thể làm thay đổi các yếu tố biểu sinh theo hai cách.

Thực phẩm chống ung thư bằng cách điều chỉnh sự methyl hóa DNA: selen (quả hạch Brazil), isothiocyanates (bông cải xanh), catechin (trà xanh), resveratrol (nho) và isoflavone (đậu nành).

Thực phẩm chống ung thư bằng cách điều chỉnh biến đổi histone: isoflavone (đậu nành), curcumin (cà ri), catechin (trà xanh), resveratrol (nho), isothiocyanates (bông cải xanh), selen (quả hạch Brazil), và allyl mercaptan (tỏi).