Nghĩ rằng hiện tượng chết tế bào là không thể đảo ngược, nhưng chúng ta đã sai.

Giết chết các tế bào bị pyroptosis là điều mà cơ thể sử dụng để giữ sức khỏe, mặc dù các phương pháp như vậy cũng có thể bị tấn công để gây ra thiệt hại. Điều làm cho việc nghiên cứu cái chết của tế bào trở nên khó khăn là sự không thể đoán trước về cách nó được bắt đầu, cùng với các loại hiệu ứng khác nhau mà nó có ở các tế bào khác nhau và những người khác nhau.

Nhóm nghiên cứu ở đây đã sử dụng một cách mới để phân tích pyroptosis, tạo ra một phiên bản tùy chỉnh của một protein liên quan đến cái chết của tế bào phản ứng với ánh sáng. Các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm cho thấy dấu hiệu của pyroptosis tự điều chỉnh một cách tự điều chỉnh để đáp ứng với hoàn cảnh bên ngoài.

"Điều này cho chúng ta thấy rằng hình thức chết tế bào này không phải là vé một chiều", nhà dược học Gary Mo từ Đại học Illinois Chicago nói. "Quá trình này thực sự được lập trình với một nút hủy bỏ, một off-switch."

Protein được tạo ra cho nghiên cứu là một phiên bản optogenetic (đáp ứng ánh sáng) của gasdermin, chìa khóa cho các phản ứng sinh hóa tạo nên pyroptosis. Nó mở lỗ chân lông lớn trong màng tế bào để tiêu diệt chúng khi được cơ thể hướng dẫn.

Sử dụng công nghệ hình ảnh huỳnh quang để kích hoạt chính xác gasdermin riêng biệt của họ, các nhà nghiên cứu có thể thấy rằng trong một số điều kiện nhất định - ví dụ như nồng độ ion canxi cụ thể - các lỗ chân lông mở lại trở lại trong vài giây.

Mặc dù vẫn còn là những ngày đầu để tìm ra lý do tại sao điều này xảy ra và hoàn cảnh chính xác gây ra nó, nhưng đó là bằng chứng cho thấy pyroptosis có thể bắt đầu và sau đó dừng lại tùy thuộc vào những gì khác đang xảy ra xung quanh nó.

"Gasdermin optogenetic của chúng tôi cho phép chúng tôi bỏ qua hành vi mầm bệnh không thể đoán trước và phản ứng tế bào thay đổi vì nó bắt chước ở cấp độ phân tử những gì xảy ra trong tế bào một khi pyroptosis được bắt đầu", Mo nói.

Một số bệnh, bao gồm một số bệnh ung thư, là kết quả của quá trình chết tế bào bị trục trặc không hoạt động như bình thường. Sự cố này cũng có thể gây viêm vượt khỏi tầm kiểm soát sau khi nhiễm trùng - ví dụ như nhiễm trùng huyết.

Một kiến thức được cải thiện về cách thức hoạt động của tế bào - và pyroptosis là một trong những loại chính - cũng có thể dẫn đến các phương pháp điều trị được cải thiện, nếu chúng ta có thể tìm cách kiểm soát tế bào nào đang bị giết và khi nào.

Nghiên cứu trước đây đã tiết lộ những cách mà vi khuẩn có thể tránh được các cuộc tấn công của pyroptosis và apoptosis (một loại chết tế bào khác), và khi mầm bệnh trở nên thông minh hơn, điều quan trọng là chúng ta tiếp tục có thuốc để đánh bại chúng.

"Hiểu cách kiểm soát quá trình này mở ra những con đường mới để khám phá ma túy, và bây giờ chúng ta có thể tìm thấy các loại thuốc hoạt động cho cả hai bên", Mo nói.

"Nó cho phép chúng ta suy nghĩ về việc điều chỉnh, hoặc tăng cường hoặc hạn chế, loại chết tế bào này trong các bệnh, nơi trước đây chúng ta chỉ có thể loại bỏ quá trình quan trọng này."

Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Nature Communications.