Nhiễm sắc thể Y không chỉ xác định ra giới tính, mà còn là chìa khoá quan trọng cho sức khoẻ của nam giới

[trungthuc]

(Minh họa)
Nhiễm sắc thể Y thường đóng vai trò xác định ra giới tính ở thai nhi. Tuy nhiên, những cuộc nghiên cứu gần đây đã cho thấy tác động lớn hơn của nhiễm sắc thể này đến sức khoẻ của nam giới với các bệnh về tim mạch, thoái hoá thần kinh thay thậm chí bị vô sinh.

Từ lâu, khoa học đã nhận ra rằng, nam giới có tuổi thọ trung bình thấp hơn nữ giới ở hầu hết ở mọi quốc gia. Có rất nhiều giả thuyết được đưa ra: nam giới thường có lối sống mạo hiểm, hút thuốc nhiều hơn, hay tác động bảo vệ của hormone estrogen ở nữ. Tuy nhiên, cho đến thời điểm hiện tại vẫn chưa có lời giải thích nào hoàn toàn thoả đáng cả. Nhưng một hướng nghiên cứu mới có tiềm năng lớn nhằm đưa ra giải đáp cho câu hỏi này với giả thuyết về sự biến mất dần của nhiễm sắc thể Y (mosaic loss of Y, hay mLOY) trong các tế bào nam giới khi họ già đi có thể là một yếu tố then chốt giải thích cho khoảng cách về sức khỏe và tuổi thọ này.

Vai trò của nhiễm sắc thể Y và cơ chế bị mất nhiễm sắc thể Y
Ở cơ thể người bình thường, mỗi tế bào thường có 22 cặp nhiễm sắc thể thường và một cặp nhiễm sắc thể giới tính, với XX cho nữ và XY cho nam. Nhiễm sắc thể Y tuy nhỏ, nó chỉ bằng khoảng một phần ba so với X, nhưng lại giữ vai trò then chốt khi nó vốn là "công tắc" xác định ra giới tính của phôi thai, đồng thời duy trì chức năng sinh tinh dịch ở nam giới trưởng thành. Tuy chứa ít gene, nhưng Y lại đặc biệt khó nghiên cứu do cấu trúc lặp đi lặp lại phức tạp, khiến cho hơn một nửa trình tự của nó chỉ mới được giải mã đầy đủ vào năm 2023 vừa qua.

NST X (trái) và Y (phải) ở người (Minh họa)

Thế nhưng, có một điểm thú vị là từ những năm 1960, các khoa học gia đã quan sát thấy có hiện tượng bị mất nhiễm sắc thể Y trong một số tế bào ở nam giới lớn tuổi. Tại thời điểm đó, họ chỉ chỉ coi việc này như một "tác dụng phụ vô hại" của lão hóa. Mãi cho đến năm 2014, một cuộc nghiên cứu dài hạn tại Thụy Điển mới phát hiện ra rằng, những người bị mất nhiễm sắc thể Y ở một phần lớn tế bào máu có tuổi thọ trung bình ngắn hơn 5,5 năm so với những người giữ giữ nguyên Y. Việc mất nhiễm sắc thể Y xảy ra chủ yếu trong quá trình phân chia tế bào, đặc biệt là các tế bào gốc tạo máu trong tủy xương, vốn là nơi sản xuất ra hàng tỷ tế bào máu mới mỗi ngày. Theo thời gian, tỷ lệ tế bào mất Y tăng lên đáng kể: từ gần như không đáng kể dưới 50 tuổi, lên đến hơn 40% ở nam giới trên 80 tuổi. Bên cạnh yếu tố tuổi tác, hút thuốc lá, ô nhiễm không khí, tiếp xúc với arsenic và thuốc diệt cỏ glyphosate cũng là những lý do cũng làm gia tăng nguy cơ bị mất nhiễm sắc thể Y.

Tác động về sức khỏe của việc bị mất nhiễm sắc thể Y: bệnh tim mạch, ung thư, thoái hóa thần kinh, suy giảm miễn dịch và vô sinh

Kể từ sự phát hiện ban đầu này, các cuộc nghiên cứu liên tiếp đã chỉ ra mối liên hệ giữa mLOY và nhiều vấn đề về sức khỏe nghiêm trọng khác. Một cuộc nghiên cứu với hơn 200,000 người từ Biobank của Anh quốc vào năm 2022 cho thấy việc mất nhiễm sắc thể Y có liên quan đến sự gia tăng nguy cơ bị mắc nhiều loại bệnh về tim mạch. Ngoài ra, nam giới khi mất Y cũng dễ bị mắc ung thư và Alzheimer hơn với nguy cơ bị mắc Alzheimer cao gấp 7 lần so với người bình thường.

Cơ chế đằng sau mối liên hệ này đang dần được tiết lộ ra. Theo giáo sư Jan Dumanski tại Đại học Uppsala, việc mất nhiễm sắc thể Y sẽ làm thay đổi cách biểu hiện gene trong các tế bào miễn dịch, khiến cho hệ miễn dịch của nam giới trở nên "mong manh" hơn. Điều này không chỉ ảnh hưởng đến khả năng chống lại bệnh tật, mà còn liên quan đến quá trình duy trì sức khỏe tổng quát, bao gồm cả khả năng ngăn chặn ung thư và các bệnh thoái hóa về thần kinh.

Một nghiên cứu khác tại Đại học ở Virginia, do giáo sư Kenneth Walsh dẫn đầu, đã cấy tế bào gốc máu không có nhiễm sắc thể Y vào chuột. Kết quả cho thấy những con chuột này phát sinh ra bệnh tim, bị suy giảm nhận thức, và chết sớm hơn so với chuột bình thường. Ngoài ra, các bộ phận như tim, phổi, thận của chúng có tích tụ mô sẹo (bị xơ hóa), nguyên nhân đã dẫn đến chức năng bị suy giảm. Điểm đặc biệt là khi được cho điều trị với thuốc chống xơ hóa, các triệu chứng xấu về tim mạch đã được cải thiện rõ rệt, mở ra tiềm năng can thiệp mới về y học.

Bên cạnh đó, ở lĩnh vực ung thư, một nhóm nghiên cứu tại Trung tâm Y tế Cedars-Sinai, Mỹ đã phát hiện ra tế bào ung thư bàng quang không có Y sẽ tiến triển nhanh gấp đôi so với tế bào còn Y. Ngoài ra, các khối u mất mất đi nhiễm sắc thể Y sản sinh ra protein làm kiệt sức các tế bào T, vốn là loại tế bào miễn dịch có vai trò tiêu diệt tế bào ung thư. Điều này khiến cho khối u dễ dàng né tránh hệ miễn dịch và phát sinh ra mạnh hơn. Tuy nhiên, có một tia hi vọng mà giới khoa học đang tiếp tục nghiên cứu là những bệnh nhân ung thư bàng quang mất nhiễm sắc thể Y lại đáp ứng tốt hơn với liệu pháp ức chế điểm kiểm soát miễn dịch (immune checkpoint inhibitors), loại thuốc "giải tỏa sức mạnh của tế bào T chống ung thư".

Một điểm đặc biệt khác là việc mất đi nhiễm sắc thể Y không gây ảnh hưởng đến giới tính của đàn ông vì yếu tố này đã được xác định trong giai đoạn phát triển của phôi thai. Việc mất Y ở các tế bào soma khi nam giới già đi chỉ ảnh hưởng ít nhiều đến sức khỏe tổng quát nhưng không làm thay đổi việc nhận dạng ra giới tính, đặc điểm sinh dục hay biến nam thành nữ. Bên cạnh đó, việc mất đi đoạn nhiễm sắc thể Y có liên quan đến vùng AZF (Azoospermia Factor) thì đây là có thể gây gây ra các vấn đề về sinh sản, đặc biệt là chứng vô sinh ở nam giới.


Vậy nhiễm sắc thể Y có thể hoàn toàn bị biến mất hay không?

Về mặt tiến hóa, sự phát triển của nhiễm sắc thể Y là một câu chuyện khá thú vị. Trong suốt 200 triệu năm, nhiễm sắc thể này đã mất đến 97% số gene so với tổ tiên ban đầu, hiện chỉ còn khoảng 45 gene so với 900 gene ban đầu. Ngoài ra, do chỉ có một bản sao duy nhất trong tế bào nam khi không có bản sao tương đồng để trao đổi, Y không thể thực hiện quá trình tái tổ hợp hiệu quả như nhiễm sắc thể X, dẫn đến tích tụ đột biến và dần dần mất đi gene. Quá trình này có thể và đang diễn ra trong khoảng 5 đến 11 triệu năm sắp tới.

(Minh họa)
Điều này khiến cho nhiều người lo ngại nó đang bị "teo nhỏ" dần và có thể sẽ biến mất hoàn toàn. Tuy nhiên, theo đánh giá của nhiều chuyên gia, kích thước Y ở loài người và nhiều loài động vật có vú khác đã ổn định suốt 25 triệu năm vừa qua, với những chức năng quan trọng như trong miễn dịch, khả năng Y sẽ biến mất hoàn toàn ở con người là rất thấp.

Ngoài ra, nếu Y biến mất hoàn toàn, nó cũng không đồng nghĩa với việc biến mất của giới tính nam. Một số loài động vật đã mất nhiễm sắc thể Y nhưng vẫn tồn tại giới tính đực và cái nhờ các cơ chế xác định giới tính mới, ví dụ như chuột Amami có gene xác định giới tính nằm ở vị trí khác trong bộ gene. Ngoài ra, nhiễm sắc thể Y cũng có những cơ chế bảo vệ như sửa chữa gene nội bộ giúp duy trì các gene quan trọng trong khoảng 25 triệu năm qua, làm giảm khả năng sẽ bị biến mất nhanh chóng.

Hướng can thiệp tiềm năng
Với những phát hiện mới này, quan niệm về vai trò của nhiễm sắc thể Y chỉ xác định giới tính đang dần bị thay đổi bởi tác động của nó đến sức khoẻ, cho thấy vai trò quan trọng của nó. Điều này đã khiến cho các khoa học gia đặt ra câu hỏi, liệu rằng chúng ta có thể làm chậm hoặc đảo ngược quá trình suy giảm nhiễm sắc thể Y này? Dù hiện chưa có câu trả lời rõ ràng, các chuyên gia kỳ vọng rằng những biện pháp cải thiện lối sống như ăn uống lành mạnh, ngủ đủ giấc, hạn chế căng thẳng và rượu bia có thể phần nào giúp làm giảm tốc độ bị mất Y. Đồng thời, trong tương lai, các loại thuốc chống xơ hóa hoặc phương pháp tăng cường miễn dịch có thể trở thành giải pháp dự phòng cho những người có tỷ lệ bị mất Y cao.

Nguồn:
- https://www.newscientist.com/article...ays%20Dumanski.
- https://www.nature.com/articles/s41576-024-00805-y
- https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11050192/