Cuộc đời bí ẩn của chuột chũi già nhất thế giới: Thách thức tử thần, sắp ăn sinh nhật ở tuổi cao gấp 9 lần đồng loại

Joe nhìn già đi trông thấy, so với ngày nó sinh ra, vào năm 1982. Nó hiện trông hồng hào, mắt lác và có nhiều nếp nhăn. Hàm răng của nó cũng trở nên kỳ lạ, với răng cửa nằm bên ngoài môi để đẩy chất bẩn ra khỏi miệng khi cần đào đường hầm để chứa cái cơ thể hình ống của mình.

Rochelle Buffenstein, một nhà sinh vật học, đã gặp Joe khi bắt đầu nghiên cứu chuột chũi trụi lông từ những năm 1980, trong thời gian cô làm tiến sĩ ở Cape Town, Nam Phi. Nghiên cứu của cô liên quan tới việc chuyển hóa vitamin D ở chuột chũi, vì chúng dành toàn bộ thời gian trong những đường hầm tối tăm, cách xa mặt trời. Nhưng sau đó, cô chuyển đến một thành phố khác là Johannesburg để bắt đầu công việc của mình, bỏ lại Joe. Chuột chũi Joe sau đó được chuyển đến Vườn thú Cincinnati. Không ai nghĩ rằng cả hai sẽ sớm tái hợp.

Vào cuối những năm 1990, Buffenstein nhận thấy một điều kỳ lạ. Những con chuột chũi mà cô từng nghiên cứu vẫn chưa chết.

"Chúng đã hơn 15 tuổi, theo tiêu chuẩn của loài gặm nhấm thì đó là đã sống rất lâu", Buffenstein cho biết. "Vì vậy, tôi nghĩ: 'Chà, chúng chỉ nên sống tối đa là sáu năm'. Và giờ nó đang sống hơn gấp đôi tuổi thọ tối đa của mình".

Sau đó, cô chuyển hướng sang nghiên cứu về lão hóa, vì biết rằng lĩnh vực này rất quan trọng nhưng chưa được nghiên cứu kỹ lưỡng. Vào đầu những năm 2000, "nửa kia" của Joe ở sở thú đã qua đời và "anh chàng" này cần một người bạn đời mới. Buffenstein đề nghị giúp nó bắt đầu một cuộc sống mới tại phòng thí nghiệm của mình ở New York. Kể từ đó, con chuột chũi trụi lông này đã cùng Buffenstein tham dự các bài nghiên cứu ở khắp mọi nơi.

Đây là Joe.

Ngày nay, Joe vẫn là một con vật gặm nhấm với làn da nhăn nheo và sở thích ăn các loại rau củ. Nhưng nó hiện là con chuột chũi trụi lông già nhất của Buffenstein, cũng là con chuột già nhất từng được ghi nhận. Năm nay, Joe tròn 39 tuổi. Nó đang ở cái tuổi cao gấp 9 lần so với tuổi thọ của những con chuột bình thường và lâu gấp 5 lần so với những loài gặm nhấm có kích thước tương tự khác.

Khi Buffenstein bắt đầu nghiên cứu độ tuổi của những con chuột chũi trụi lông, cô muốn chụp một loại hình ảnh trước và sau về cơ chế sinh học của chúng, để xác định khi nào xương, các cơ quan hoặc thậm chí là mức độ chống oxy hóa của chúng thay đổi. Nhưng cô cứ chờ đợi, và chờ đợi, sau đó lại đợi mãi vì chẳng có gì xảy ra.

"Việc này rất gây bực bội. Bởi vì bạn muốn thấy sự thay đổi này xảy ra, để sau đó bạn có thể tìm hiểu kỹ những gì đã thay đổi", Buffenstein nói.

Hồi đó, Buffenstein là một trong số ít các nhà nghiên cứu xem trọng chuột chũi và quá trình lão hóa. Còn giờ đây, chuột chũi đang chiếm được mọi vầng hào quang và các phòng thí nghiệm trên khắp thế giới đang tìm mọi cách khám phá cơ chế sinh học cơ bản của chúng, với mục tiêu sử dụng những hiểu biết đó để phát triển các loại thuốc có thể ngăn chặn sự tàn phá của tuổi tác ở người.

Bởi vì con người và khỉ đột thì bị tăng huyết áp. Chuột và cá ngựa thì bị ung thư. Chuột túi và chó lại bị viêm khớp. Một danh sách dài vô tận về các bệnh do lão hóa gây ra, một danh sách vô tận của các loài động vật. Chữ "và" đó phổ biến đến nỗi bất kỳ chữ "nhưng" nào cũng khiến các nhà khoa học phải nhíu mày quan sát. Joe là một chữ "nhưng" vô cùng nổi bật trong số đó. Con chuột chũi này đang tận hưởng một cuộc sống vô cùng lâu dài và khỏe mạnh.

"Chuột chũi trụi lông dường như nói rằng việc lão hóa không phải là có thể tránh khỏi", Buffenstein, hiện đang làm việc cho bộ phận phụ trách công nghệ sinh học của Google, mang tên Calico Labs, chuyên nghiên cứu và phát triển giải pháp để chống lão hóa và các bệnh liên quan cho biết. "Nhưng chúng rõ ràng có một kế hoạch chi tiết để ngăn chặn quá trình lão hóa."

Nhưng bản kế hoạch đó là gì? Có thể là tế bào của chúng chứa đầy các phân tử bảo vệ, hay một tập hợp lớn các gen được bật hoặc tắt một cách bất ngờ, hoặc cấu tạo của hệ thống miễn dịch, các cơ quan hoặc màng tế bào của chúng hoàn toàn khác biệt. Các nhà nghiên cứu chuột chũi trụi lông vẫn chưa thể khai thác được bí mật đằng sau độ tuổi đáng kinh ngạc này. Có thể những thủ thuật chống lão hóa độc đáo của chúng sẽ giúp kéo dài tuổi thọ của con người - hoặc có thể mọi thứ chỉ là một ngõ cụt không thể tránh khỏi.

Joe đang già đi, nhưng với một tốc độ lão hóa siêu chậm chạp.

Joe đang già đi, con người cũng vậy. Khi bạn già đi, chức năng tế bào suy giảm, khiến cơ thể dễ mắc bệnh và cuối cùng là tử vong. DNA của bạn tích lũy thiệt hại do các phân tử oxy hóa, chúng cũng tấn công protein và chất béo, xé toạc bạn ra từ bên trong. Các tế bào "già đi" sẽ ngừng tái tạo. Dự trữ tế bào gốc trẻ hóa dần cạn kiệt. Sự liên lạc giữa các tế bào bị phá vỡ và tình trạng viêm nhiễm tăng lên. Không có động lực duy nhất nào thúc đẩy sự lão hóa của tế bào, bởi đó là một mạng lưới các vòng lặp phản hồi. Enzyme đọc các gen giống như một danh sách hàng tạp hóa, gồm các protein khác nhau cần chuẩn bị và những protein đó có thể bảo vệ enzim đó, gen đó hoặc một số quá trình trên toàn cơ thể. Cơ thể của bạn được lập trình để chịu đựng những va chạm và vết bầm tím.

"Trong khi chúng ta còn trẻ, việc sửa chữa đó thực sự hoạt động gần như hoàn hảo", Vera Gorbunova, một nhà tiền sinh học nghiên cứu chuột chũi tại Đại học Rochester cho biết. "Tuy nhiên, khi quá trình lão hóa bắt đầu xảy ra, việc sửa chữa trở thành vấn đề. Các enzim đọc gen bị chùn lại, các protein bị gấp khúc sai vị trí, các ty thể phóng xạ làm suy yếu cơ bắp và ung thư phát triển".

Những gì bắt đầu cuộc sống như một vòng quay cân bằng của những sai lầm và sửa chữa, biến thành một chiếc tàu lượn siêu tốc bằng gỗ ọp ẹp - bị hất văng bởi máy móc gỉ sét và những quá trình sửa chữa tạm bợ - dễ bị giật tung và tiến lên con đường lao xuống địa ngục.Khi tổn thương do lão hóa tích tụ, mọi thứ cũng tăng tốc.

Có một thứ gọi là định luật tử vong Gompertz, một mô hình toán học định lượng cách thức nguy cơ tử vong nội tại tăng lên theo cấp số nhân khi động vật già đi. Mặc dù tuổi thọ khác nhau đối với các loài khác nhau, nhưng hình dạng của đường cong Gompertz là quy chuẩn. Nguy cơ chết của một con chuột thí nghiệm tăng gấp đôi sau mỗi ba tháng hoặc lâu hơn. Đối với một con chó, đó là khoảng ba năm một lần. Khi một người bước sang tuổi 25, nguy cơ tử vong của họ sẽ tăng gấp đôi sau mỗi 8 năm. Nhưng chuột chũi trụi lông lại không "chơi" theo những quy tắc này.

Đồ thị biểu diễn định luật tử vong Gompertz.

Vào năm 2018, Buffenstein và các đồng nghiệp của cô tại Calico đã xuất bản một bài báo cho thấy những con chuột chũi trụi lông bất chấp định luật tử vong của Gompertz. Ngay cả ở tuổi 35, Joe vẫn chưa có số liệu thống kê cho thấy nguy cơ tử vong của nó đã cao gấp đôi so với khi... lên 2 tuổi. Tất nhiên, chuột chũi trụi lông vẫn chết, nhưng rủi ro này gần như rất thấp.

Không ai biết liệu hành vi của những con chuột chũi có cất giấu một bí mật liên quan đến quá trình lão hóa không. Có một điều, chúng là loài có tính xã hội cao, một điều hiếm gặp ở các loài động vật có vú. Điều đó có nghĩa là trong một khu vực thuộc địa sẽ có một nữ hoàng chịu trách nhiễm cai trị toàn bộ. Nó sẽ giao phối với tối đa ba con đực và vẫn có khả năng sinh sản ngay cả 30 năm sau khi dậy thì. Đối với một con người, số tuổi đó tương đương với việc sinh con ở tuổi 300.

Joe đã chứng kiến ​​các đời chuột chũi thăng trầm. Nó và các đồng loại trong thuộc địa của mình đã dành nhiều năm để dọn dẹp tổ, chăm sóc nữ hoàng và bảo vệ chống lại những kẻ xâm nhập lạ mặt. Nhưng hầu hết thời gian chúng sống một cuộc sống tương đối lành mạnh, một phần bởi vì chúng sống trong các hang sâu ở sa mạc, nơi có ít động vật ăn thịt tự nhiên.

Vậy thứ gì có thể giết chết một con chuột chũi trụi lông? Martha Delaney, một nhà nghiên cứu bệnh học thú y tại Đại học Illinois cho biết: "Chúng đánh đập lẫn nhau. Chuột chũi trụi lông là loài cực đoan. Chúng sẽ tấn công kẻ lạ mặt, xô đẩy và cắn xé lẫn nhau, và trục xuất các thành viên như những kẻ bị ruồng bỏ."

Các nhà khoa học đang tìm mọi cách để khám phá bí mật "trường sinh" của loài gặm nhấm này.

Melissa Holmes thì lại cho rằng chúng là những con vật đáng yêu. Holmes là một nhà khoa học thần kinh hành vi tại Đại học Toronto, người đã làm việc với hơn 1.000 con chuột chũi trụi lông. Hoạt động bên trong cấu trúc xã hội kỳ quặc của chuột chũi khiến chúng nổi tiếng là hung hăng, nhưng theo cô, đối với những động vật sống thành từng nhóm lớn, chuột chũi nhìn chung vẫn rất ổn định và hiền hòa. Holmes cũng có một nhóm chuột chũi của riêng mình để theo dõi trong suốt 12 năm. Và một số trong chúng chưa từng bị thương do đánh nhau.

Và không phải là chuột chũi trụi lông không bao giờ già đi hay bị bệnh. Nhưng cơ thể của chúng bằng cách nào đó đã làm chậm lại các quá trình này. Trong khi xương của các loài động vật có vú điển hình trở nên giòn và mỏng hơn theo năm tháng, thì xương chuột chũi vẫn giữ nguyên hàm lượng khoáng chất và vẫn rắn chắc như cũ. Con người có xu hướng tăng thêm chất béo theo tuổi tác. Chuột chũi trụi lông thì không.

"Nhưng hệ thống nổi bật nhất", theo nhà nghiên cứu Buffenstein, "là hệ thống tim mạch".

Các tĩnh mạch và động mạch của con người thường cứng lại theo thời gian. Những bức vách thành mạch đó càng cứng thì tim càng phải bơm căng. Nó dẫn tới huyết áp tăng lên. Nguy cơ tử vong từ đó cũng tăng lên. Còn các mạch máu của chuột chũi trụi lông lại luôn hoạt động bền bỉ trong suốt cuộc đời. Cô nói: "Mọi thước đo mà chúng tôi đã xem xét về chức năng tim đều không thay đổi từ khi chúng 6 tháng đến 24 năm sau"

Ở người, bệnh tim là nguyên nhân gây tử vong hàng đầu. Bệnh ung thư đứng thứ hai. Khoảng 40% người Mỹ phát triển ung thư trong cuộc đời của họ. Đối với chuột chũi trụi lông, xác suất này thấp hơn 1%. Trong một nghiên cứu năm 2008 , Buffenstein báo cáo rằng không có bệnh ung thư nào trong một nhóm 800 con chuột chũi. Tính đến năm 2021, Buffenstein cho biết cô chỉ tìm thấy 5 bệnh ung thư trong hơn 3.000 trường hợp bị tử vong.

"Chúng thích nghi rất tốt, giống như một kỳ quan sinh lý", nhà nghiên cứu Delaney cũng có cùng quan điểm.

Delaney chủ yếu nghiên cứu những con chuột chũi trụi lông trong vườn thú, quét sinh thiết và các lát mô để tìm hiểu xem chúng chết như thế nào. Cô đã tìm thấy một vài bệnh ung thư ở hai con chuột chũi, sau khi đánh giá "hàng trăm và hàng trăm cá thể". Nhưng cả các bệnh ung thư này đều không phải nguyên nhân chính gây tử vong. Chuột chũi trụi lông cũng phát triển các tổn thương ở thận và não theo tuổi tác, nhưng chúng hiếm khi chuyển hóa thành bệnh.

Khả năng phục hồi bất ngờ này có nghĩa là có thể có điều gì đó về sinh học ở loài vật này mà con người chúng ta có thể nắm bắt, ở dạng chế tạo thuốc viên hoặc có thể một ngày nào đó dưới dạng liệu pháp gen, theo kỳ vọng của các nhà khoa học.

"Và đó là lý do tại sao tôi nghĩ chúng được nghiên cứu rất phổ biến hiện nay", Delaney nói. "Chúng hiện là mô hình nghiên cứu không chỉ cho bệnh ung thư mà còn cả các bệnh liên quan đến tuổi tác".

Nhưng phổ biến hay không thì vẫn chưa có bí mật nào thực sự được hé lộ.

DNA nào đã tạo nên sự trường thọ cho loài vật đặc biệt này?

 

Các nhà khoa học muốn phân loại những gì cần chỉnh sửa về sinh học trong cơ thể của con người để bắt chước cách giữ gìn tuổi thọ của chuột chũi trụi lông. Ví dụ như để chữa ung thư. Chuột chũi trụi lông có khả năng tránh ung thư tuyệt vời đến mức các nhà nghiên cứu nghĩ rằng tế bào của chúng có thể được bọc cứng bằng các phân tử bảo vệ ngăn chặn các tế bào đột biến, trước khi bị chúng tiếp quản. Ví dụ, tế bào chuột chũi trụi lông tích tụ một lượng lớn protein gọi là p53, được biết là có tác dụng ngăn chặn các khối u. Năm ngoái, một báo cáo của Buffenstein cho thấy rằng lượng chất này trong mô liên kết của chúng nhiều hơn 10 lần so với ở người và các loài chuột khác, và nó cũng ổn định hơn.

Còn sự lão hóa từ lâu được phát hiện có liên quan một protein được gọi là NRF2, có thể bảo vệ chống lại sự suy giảm đó thành rối loạn. Đó là một yếu tố phiên mã, có nghĩa là nó dính vào DNA và kích hoạt một số gen bảo vệ tế bào. NRF2 hoạt động như một loại hàng rào bảo vệ đối với chất chống oxy hóa, chất khử độc và giúp giữ cho các protein khác không bị sắp xếp sai. Và hầu hết các bệnh phổ biến như bệnh tim, tiểu đường, trầm cảm... đều có liên quan tới mức NRF2 thấp kèm theo.

Và trong khi tất cả các loài động vật có vú, bao gồm cả con người, đều tạo ra protein này một cách tự nhiên, thì Buffenstein gần đây đã phát hiện ra rằng ở chuột chũi trụi lông thì việc sản xuất protein này tích cực hơn, bởi vì chúng dồi dào hơn hoặc có sự liên kết tốt hơn. Có lẽ NRF2 đã giúp chuột chũi thoát khỏi sự tấn công của nhiều bệnh liên quan đến lão hóa.

Nhưng không phải vì thế mà các nhà khoa học chỉ cần sản xuất một loại thuốc hỗ trợ điều này diễn ra nhanh hơn, bởi nhiều hơn không phải lúc nào cũng tốt hơn. Mức NRF2 quá thấp hoặc quá cao đều có thể dẫn đến sự phát triển của ung thư. Điều này cũng đúng với p53.

"Chúng ta luôn phải cẩn thận, bởi vì rất nhiều trạng thái bệnh đã chiếm đoạt các protein giống nhau để khiến chúng hoạt động có lợi cho mình", Buffenstein nói.

Tuy nhiên, các nhà khoa học cho rằng không có khả năng chuột chũi trụi lông chỉ có một cơ chế duy nhất giúp giảm thiểu các căn bệnh dễ lây lan như ung thư, hay giúp làm chậm quá trình lão hóa. Và nhiều phòng thí nghiệm đang tìm kiếm nơi ẩn náu của những bí ẩn đó. Họ hi vọng một phương pháp điều trị cho con người có thể được tìm ra, đến từ bất kỳ quá trình riêng biệt nào được phát hiện, hoặc thậm chí nhiều quá trình riêng biệt.

"Đó không phải là một giải pháp duy nhất", nhà nghiên cứu Gorbunova nói. "Chúng tôi phải thực sự nghiên cứu từ nhiều góc độ".

Chưa có viên thuốc nào được tạo ra, nhưng các nhà khoa học đã tiến được những bước dài nhờ các công cụ công nghệ sinh học hiện đại. Nhóm của Buffenstein đang khảo sát lại bộ gen của chuột chũi trụi lông nhằm tìm ra các gen mới. Gorbunova thì đã dành nhiều năm để tập trung vào một phân tử giống như tinh bột, được gọi là hyaluronan. Tế bào chuột chũi trụi lông tạo ra hàng tấn thứ và phòng thí nghiệm của cô đã kết nối nó với khả năng chống lại bệnh viêm xương khớp và ung thư.

Ewan St. John Smith, một nhà sinh lý học thần kinh tại Đại học Cambridge, đã xác định sự biến đổi gen và protein đã giúp Joe và những con chuột chũi khác không cảm thấy đau nhói vì axit. Các phòng thí nghiệm khác thì đang phân tích hệ vi sinh vật đường ruột của loài động vật này hoặc mày mò với các tế bào gốc của chúng.

Joe được dự đoán là sẽ còn sống khỏe mạnh thêm rất nhiều năm nữa.

 

Và trên những chiếc ghế dài trong phòng thí nghiệm, không xa nơi những người bạn của Joe đang ngủ và kêu rít, Buffenstein vẫn đang tìm kiếm bí mật bên trong hệ thống miễn dịch của chúng. Vì chuột chũi chống lại bệnh tật rất tốt, cô đang mong đợi sẽ tìm thấy một nhóm các tế bào đặc biệt, thứ giống như một đội phản ứng nhanh có thể nhanh chóng tiêu diệt các tế bào ung thư và mầm bệnh trước khi chúng có thể biến thành các vấn đề lớn hơn.

"Một lần nữa, những sinh vật nhỏ bé này khiến tôi phát điên", cô nói. "Chúng tôi không thể tìm thấy thứ gì tương tự như thế cả".

Bởi ở chuột chũi, chúng đơn giản là có tỷ lệ đại thực bào và bạch cầu trung tính rất cao. Và những tế bào bạch cầu này dễ dàng ăn thịt kẻ xâm lược và biến chúng thành mủ.

"Tiền tuyến sẵn sàng tấn công bất cứ thứ gì lạ và phá hủy nó gần như ngay lập tức", Buffenstein nói. "Tôi cảm giác có một thực tế là các loài động vật đang chiến thắng, và chúng ta vẫn chưa thể làm được điều đó."

Buffenstein và nhóm của cô ấy sẽ kỷ niệm tuổi 40 của Joe vào năm sau. Nó sẽ nhận được một vài miếng khoai lang để nhấm nháp, có chút thời gian riêng tư với bạn đời của mình, và có thể là một chút kem chống nhăn. Nó sẽ là con chuột chũi đầu tiên sống lâu đến vậy. Và, có lẽ, cũng không phải là con cuối cùng.