Đột phá trong nghiên cứu lão hóa: ngăn chặn IL-11 kéo dài tuổi thọ và cải thiện sức khỏe

Một nghiên cứu gần đây được công bố trên tạp chí Nature đã sử dụng mô hình chuột và nhiều phương pháp dược lý và di truyền khác nhau để kiểm tra xem hành vi truyền tín hiệu ủng hộ viêm liên quan đến interleukin (IL)-11, kích hoạt các phân tử truyền tín hiệu như kinase điều hòa tín hiệu ngoại bào (ERK) và mTORC1, có liên quan đến sức khỏe kém và tuổi thọ ngắn hơn hay không.

Nghiên cứu cho thấy các dấu hiệu lão hóa như viêm, lão hóa tế bào và rối loạn chức năng ty thể có liên quan đến sự gián đoạn trong các con đường liên quan đến các phân tử truyền tín hiệu như ERK, mTORC1, protein kinase hoạt hóa AMP (AMPK) và serine/threonine kinase 11 (STK11). Sức khỏe trao đổi chất ở các sinh vật lão hóa có liên quan đến trục AMPK-mTORC1 và việc ức chế mTOR ở chuột đã được chứng minh là kéo dài tuổi thọ của chúng.

Các nghiên cứu trên mô hình động vật như ruồi giấm, nấm men và giun đã nghiên cứu về việc kéo dài tuổi thọ. Tuy nhiên, những phát hiện từ các nghiên cứu này không thể áp dụng trực tiếp vào việc cải thiện sức khỏe, vì việc kéo dài tuổi thọ không tương đương với việc cải thiện sức khỏe. Do đó, điều quan trọng là phải xem xét tác động của các biện pháp can thiệp khác nhau đối với tuổi thọ và sức khỏe một cách riêng biệt. Chuột là mô hình phù hợp về mặt này, vì chúng biểu hiện các bệnh lý lão hóa tương tự như ở người.

Viêm vô trùng mãn tính là dấu hiệu của hệ thống miễn dịch bị rối loạn chức năng và là một trong những đặc điểm chính của quá trình lão hóa. Các biện pháp can thiệp nhắm vào các cytokine gây viêm có thể tác động tích cực đến tuổi thọ và chất lượng cuộc sống.

Các nhà nghiên cứu đưa ra giả thuyết rằng IL-11, một cytokine tiền xơ hóa và tiền viêm thuộc họ cytokine IL-6, có thể liên quan đến các bệnh lý liên quan đến lão hóa và tuổi thọ ngắn lại. Họ dựa giả thuyết này vào vai trò của IL-11 trong việc kích hoạt các con đường ERK-mTORC1 và JAK-STAT3.

Đối với nghiên cứu này, các nhà nghiên cứu đã sử dụng mô hình chuột và nuôi cấy tế bào gan người. Tế bào gan người nguyên phát được nuôi cấy và kích thích bằng IL-11 trong nhiều khoảng thời gian khác nhau. Dịch siêu từ các tế bào này được sử dụng để xét nghiệm bằng bảng viêm bao gồm 92 protein.

Nguyên bào sợi tim người được điều trị bằng immunoglobulin G (IgG) hoặc X209, một kháng thể trung hòa nhắm vào tiểu đơn vị alpha của thụ thể IL11 (IL11RA), cũng được sử dụng để phân tích kiểu hình thông lượng cao.

Ba dòng chuột được sử dụng cho các thí nghiệm: chuột bị xóa gen thụ thể interleukin 11 (IL11RA1), chuột bị xóa gen IL11 và chuột được chèn gen EGFP vào gen IL11. Những con chuột này được áp dụng nhiều phương pháp điều trị khác nhau như xóa IL-11 và dùng kháng thể anti-IL-11, và được sử dụng để đánh giá các thông số chuyển hóa, đặc điểm sinh lý và tuổi thọ.

Nghiên cứu phát hiện ra rằng biểu hiện IL-11 tăng lên ở nhiều loại tế bào và mô ở chuột già, và việc xóa gen mã hóa IL-11 hoặc tiểu đơn vị alpha-1 của thụ thể IL-11 đã bảo vệ chuột khỏi tình trạng suy giảm chuyển hóa, suy nhược và mắc nhiều bệnh khi chúng già đi.

Ngoài ra, việc sử dụng kháng thể anti-IL-11 cho chuột từ 75 tuần tuổi trở lên trong 25 tuần đã cải thiện chức năng cơ, tăng cường trao đổi chất, giảm mức độ các dấu hiệu sinh học lão hóa và giảm tình trạng yếu ớt. Việc xóa gen IL11 làm tăng tuổi thọ của chuột trung bình 24,9% và việc điều trị cho chuột 75 tuần tuổi bằng kháng thể anti-IL-11 làm tăng tuổi thọ trung bình của chuột đực và chuột cái lần lượt là 22,5% và 25%.

Người ta cũng quan sát thấy rằng việc ức chế IL-11 làm giảm đáng kể tỷ lệ mắc các bệnh ung thư và khối u liên quan đến tuổi tác.

Kết quả làm nổi bật vai trò có hại của cytokine tiền viêm IL-11 đối với tuổi thọ và chất lượng cuộc sống của động vật có vú. Nghiên cứu phát hiện ra rằng kháng thể chống IL-11 cải thiện các thông số chuyển hóa và chức năng cơ và giảm tỷ lệ mắc ung thư ở chuột. Những phát hiện này cho thấy việc nhắm mục tiêu điều trị IL-11 có thể có giá trị trong liệu pháp điều trị ung thư và điều trị các bệnh phổi xơ hóa.