Nghiên cứu của MIT cho thấy Cysteine có thể thúc đẩy sửa chữa đường ruột

Các nhà nghiên cứu từ MIT đã phát hiện ra một lợi ích tiềm năng của axit amin cysteine: nó có thể thúc đẩy quá trình tự đổi mới và sửa chữa của ruột non. Nghiên cứu của họ chỉ ra rằng cysteine khởi xướng một con đường tín hiệu dựa trên miễn dịch, từ đó kích thích các tế bào gốc đường ruột tạo ra mô mới.

Khả năng tái tạo tăng cường này có thể đặc biệt có lợi cho việc chữa lành tổn thương do bức xạ, một biến chứng thường gặp của điều trị ung thư. Mặc dù nghiên cứu được thực hiện trên chuột, các nhà khoa khoa học cho rằng nếu những phát hiện này cũng đúng trên người, cysteine trong chế độ ăn uống hoặc thực phẩm bổ sung có thể cung cấp một chiến lược mới để đẩy nhanh quá trình phục hồi đường ruột sau tổn thương.

Omer Yilmaz, giám đốc Sáng kiến Tế bào gốc MIT và là tác giả cao cấp của nghiên cứu, giải thích rằng việc cung cấp cho bệnh nhân một chế độ ăn giàu cysteine hoặc bổ sung cysteine có khả năng giảm thiểu tổn thương đường ruột do hóa trị hoặc xạ trị. Ông nhấn mạnh lợi thế của phương pháp này, lưu ý rằng nó sử dụng một hợp chất tự nhiên trong chế độ ăn uống thay vì một loại thuốc tổng hợp.

Nghiên cứu trước đây đã chứng minh rằng một số chế độ ăn kiêng nhất định, như hạn chế calo, có thể cải thiện chức năng của tế bào gốc đường ruột. Tuy nhiên, nghiên cứu mới này là duy nhất trong việc xác định một chất dinh dưỡng cụ thể giúp tăng cường trực tiếp khả năng tái tạo của ruột. Những phát hiện này gần đây đã được công bố trên tạp chí Nature, với nhà nghiên cứu sau tiến sĩ của Viện Koch, Fangtao Chi, là tác giả chính và Yilmaz là tác giả cao cấp.

Vai trò của Chế độ ăn uống trong tái tạo

Tác động đáng kể của chế độ ăn uống đối với sức khỏe đã được công nhận rộng rãi. Ví dụ, chế độ ăn nhiều chất béo có liên quan đến các bệnh mãn tính, trong khi chế độ ăn ít calo có liên quan đến tuổi thọ cao hơn. Phòng thí nghiệm của Yilmaz có lịch sử điều tra cách các lựa chọn ăn uống ảnh hưởng đến sự tái tạo tế bào gốc, trước đây đã chỉ ra rằng cả chế độ ăn nhiều chất béo và nhịn ăn đều có thể thúc đẩy hoạt động của tế bào gốc một cách độc lập. Yilmaz lưu ý rằng mặc dù ảnh hưởng của các "chế độ ăn vĩ mô" (ví dụ: nhiều đường, nhiều chất béo) là rõ ràng, vai trò cụ thể của các chất dinh dưỡng riêng lẻ trong việc định hướng hành vi của tế bào gốc và sức khỏe mô vẫn chưa được hiểu rõ.

Trong nghiên cứu mới này, các nhà nghiên cứu MIT đã cho chuột ăn chế độ ăn được làm giàu bằng một trong 20 loại axit amin khác nhau (các khối xây dựng của protein). Bằng cách phân tích các tác động, họ xác định rằng cysteine có tác động mạnh mẽ nhất, làm tăng đáng kể số lượng cả tế bào gốc và tế bào tiền thân (tiền chất của các tế bào ruột trưởng thành).

Các thí nghiệm của nhóm đã khám phá ra cơ chế cơ bản: cysteine khởi xướng một quá trình kích hoạt tế bào T CD8, một loại tế bào miễn dịch. Khi tế bào ruột hấp thụ cysteine, chúng chuyển hóa nó thành CoA, một đồng yếu tố di chuyển đến lớp niêm mạc ruột. Tại đó, các tế bào T CD8 hấp thụ CoA, thúc đẩy chúng nhân lên và tiết ra một phân tử tín hiệu gọi là IL-22.

Mặc dù IL-22 được biết là rất quan trọng cho sự tái tạo tế bào gốc đường ruột, việc nó được sản xuất bởi tế bào T CD8 là một phát hiện mới. Yilmaz lưu ý rằng chế độ ăn giàu cysteine làm tăng quần thể tế bào T CD8 sản xuất IL-22 cụ thể này. Các tế bào T này thường tập trung ở niêm mạc ruột, giúp chúng có vị trí hoàn hảo để phản ứng nhanh chóng với tổn thương. Các nhà nghiên cứu lưu ý rằng sự kích hoạt này chỉ diễn ra ở ruột non, mà họ cho là do đây là nơi hấp thụ protein chính trong chế độ ăn uống.

Sửa chữa tổn thương liên quan đến điều trị

Nghiên cứu đã chứng minh rằng những con chuột tiêu thụ chế độ ăn giàu cysteine đã trải qua quá trình sửa chữa tổn thương niêm mạc ruột do bức xạ được tăng cường. Hơn nữa, trong công trình tiếp theo (chưa được công bố), nhóm nghiên cứu quan sát thấy rằng chế độ ăn tương tự cũng hỗ trợ phục hồi sau khi điều trị bằng 5-fluorouracil, một loại thuốc hóa trị phổ biến được biết là gây hại cho mô ruột.

Cysteine có mặt tự nhiên trong các thực phẩm giàu protein như thịt, sữa, các loại đậu và các loại hạt. Mặc dù cơ thể con người có thể tổng hợp cysteine từ một axit amin khác (methionine) ở gan, loại cysteine được sản xuất nội sinh này lưu thông toàn hệ thống. Ngược lại, cysteine từ chế độ ăn uống lại tập trung ở ruột. Như tác giả chính Fangtao Chi đã nói, "Với chế độ ăn giàu cysteine của chúng tôi, ruột là nơi đầu tiên tiếp nhận lượng lớn cysteine."

Cysteine từ lâu đã được công nhận rộng rãi về khả năng chống oxy hóa, nhưng nghiên cứu này là nghiên cứu đầu tiên chứng minh vai trò của nó trong việc thúc đẩy tái tạo tế bào gốc đường ruột. Các nhà nghiên cứu hiện đang điều tra xem liệu cysteine có thể kích hoạt các hiệu ứng tái tạo tương tự ở các mô khác hay không, với một dự án đang xem xét khả năng thúc đẩy mọc lại nang lông của nó. Nhóm cũng dự định nghiên cứu các axit amin khác để xem liệu chúng có ảnh hưởng đến sự đổi mới của tế bào gốc và sức khỏe đường ruột hay không.