Đột phá chống lão hóa: Enzyme mới có thể loại bỏ hợp chất AGE – "thủ phạm" gây già hóa và nhiều bệnh mạn tính

Các nhà khoa học Mỹ vừa công bố một bước tiến đáng chú ý trong nghiên cứu chống lão hóa khi phát triển thành công enzyme CMLase có khả năng loại bỏ AGE – hợp chất tích tụ theo tuổi tác và được xem là nguyên nhân khiến mô cứng, viêm kéo dài, đồng thời làm gia tăng nguy cơ mắc nhiều bệnh mạn tính như tim mạch, tiểu đường và suy thận.

Enzyme mới mở ra hướng tiếp cận khác trong cuộc chiến chống lão hóa

Nghiên cứu được đăng tải trên tạp chí Nature Communications ngày 16/7 do nhóm của Aaron Cravens – đồng sáng lập kiêm Giám đốc điều hành Revel Pharmaceuticals – thực hiện đã giới thiệu enzyme CMLase, loại enzyme đầu tiên cho thấy khả năng loại bỏ hiệu quả một dạng AGE (Advanced Glycation End-products) trong mô người.

AGE là các sản phẩm glycat hóa hình thành khi đường trong máu phản ứng tự nhiên với protein hoặc chất béo. Theo thời gian, chúng tích tụ trong cơ thể, khiến collagen và nhiều mô liên kết mất độ đàn hồi, trở nên cứng và dễ tổn thương. Quá trình này đồng thời kích hoạt phản ứng viêm mạn tính, làm tăng nguy cơ mắc bệnh tim mạch, tổn thương mắt, bệnh thận và đái tháo đường.

Khác với nhiều hướng nghiên cứu trước đây chủ yếu tập trung vào tế bào già cỗi, nhóm nghiên cứu hướng sự chú ý tới các mô có tuổi thọ rất dài như collagen – nơi AGE tích tụ nhiều nhất nhưng ít được nghiên cứu.

Mô phỏng enzyme CMLase phá vỡ hợp chất gây lão hóa (màu nâu) bám vào protein. Ảnh: Revel Pharmaceuticals

AI giúp tìm ra enzyme có khả năng "xóa dấu vết" lão hóa

Để tìm được enzyme phù hợp, nhóm nghiên cứu đã ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) phân tích trình tự ADN của hơn 50.000 vi sinh vật, từ đó dự đoán hàng loạt cấu trúc enzyme tiềm năng.

Sau quá trình sàng lọc, các nhà khoa học xác định được một số enzyme có khả năng loại bỏ CML (Nε-carboxymethyl-lysine) – một trong những AGE phổ biến nhất và được xem là dấu ấn của quá trình lão hóa tế bào.

Tiếp đó, enzyme được cải tiến thông qua nhiều vòng tiến hóa có định hướng nhằm tăng hiệu suất hoạt động, tạo ra phiên bản cuối cùng mang tên CMLase.

Các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm cho thấy CMLase có khả năng loại bỏ đáng kể lượng CML trên nhiều loại mô và protein khác nhau.

Cụ thể:

• Giảm khoảng 52% lượng CML trên protein được tạo trong phòng thí nghiệm, và đạt tới 97% sau một đêm xử lý.

• Giảm khoảng 45% CML trên protein trong thủy tinh thể của người 64 tuổi.

• Giảm hơn 70% CML trong mô động mạch của người cao tuổi.

• Giảm khoảng 55% lượng CML trong mô da người.

Theo các nhà nghiên cứu, hiệu quả của enzyme không giống nhau giữa các loại mô do cấu trúc ba chiều của protein khác nhau. Nếu vị trí chứa CML nằm sâu bên trong hoặc bị che khuất, enzyme sẽ khó tiếp cận và khả năng loại bỏ sẽ giảm.

Tiềm năng điều trị nhiều bệnh liên quan đến tuổi tác

Nhóm nghiên cứu dự kiến sẽ tiếp tục thử nghiệm CMLase trong điều trị các bệnh về mắt, đặc biệt là những bệnh phát sinh do AGE tích tụ trong võng mạc và thủy tinh thể.

Aaron Cravens cho biết, về mặt lý thuyết, enzyme này có thể được sử dụng định kỳ hoặc thậm chí chỉ cần một lần để loại bỏ các hợp chất gây viêm tồn đọng trong mô. Nếu các thử nghiệm lâm sàng thành công, CMLase có thể trở thành nền tảng cho nhiều liệu pháp điều trị mới, từ cải thiện độ đàn hồi của da, phục hồi collagen đến hỗ trợ điều trị các bệnh tim mạch, thận và những rối loạn liên quan đến quá trình lão hóa.

Dù vẫn cần thêm thời gian để đánh giá tính an toàn và hiệu quả trên người, phát hiện này được kỳ vọng sẽ mở ra một hướng đi mới trong lĩnh vực y học tái tạo và công nghệ chống lão hóa.