Các nhà khoa học thuộc Viện Khoa học Weizmann (Israel) vừa công bố một phát hiện mang tính đột phá trên tạp chí EMBO Journal về loại protein mang tên MTCH2, hay còn được gọi thân mật là "Mitch".
Nghiên cứu này chỉ ra rằng, Mitch đóng vai trò như một chiếc công tắc sinh học tối quan trọng, quyết định việc cơ thể sẽ tích trữ mỡ thừa hay đốt cháy chúng để giải phóng năng lượng. Khi tiến hành vô hiệu hóa protein này trong tế bào người, các tế bào bắt đầu tiêu thụ mạnh mẽ chất béo cùng carbohydrate, đồng thời gặp khó khăn lớn trong việc hình thành các tế bào mỡ mới.
Dưới sự dẫn dắt của Giáo sư Atan Gross, nhóm nghiên cứu đã quan sát thấy Mitch điều khiển trực tiếp cách thức ty thể, vốn được mệnh danh là "nhà máy năng lượng" của tế bào, tổ chức cấu trúc của mình. Ở điều kiện bình thường, các ty thể sẽ liên kết chặt chẽ với nhau thành một mạng lưới lớn nhằm sản xuất năng lượng một cách tối ưu.
Tuy nhiên, khi thiếu vắng sự hiện diện của Mitch, mạng lưới này sẽ bị phân rã thành những đơn vị nhỏ lẻ và hoạt động kém hiệu quả hơn. Hệ quả là tế bào rơi vào trạng thái thiếu hụt năng lượng kéo dài, buộc chúng phải tăng tốc độ đốt cháy các nguồn nhiên liệu dự trữ để duy trì hoạt động, và phần lớn nguồn nhiên liệu bị đem ra tiêu thụ lúc này chính là mỡ.
Dưới kính hiển vi huỳnh quang, các tế bào mỡ không có Mitch (trái) có ít giọt mỡ (màu xanh lá cây) hơn các tế bào có Mitch (phải). Ảnh: Viện Khoa học Weizmann
Theo chia sẻ từ nhà nghiên cứu Sabita Chourasia, sau khi xóa bỏ Mitch khỏi tế bào người, nhóm đã theo dõi sát sao tác động lên hơn 100 chất tham gia vào quá trình chuyển hóa sau mỗi vài giờ.
Kết quả cho thấy chỉ số hô hấp tế bào tăng lên rõ rệt, đồng nghĩa với việc tế bào sử dụng oxy để chuyển hóa chất dinh dưỡng thành năng lượng một cách mạnh mẽ và hiệu quả hơn. Hiện tượng này cũng giải thích lý do vì sao những con chuột thiếu protein Mitch ở cơ lại sở hữu sức bền tốt hơn hẳn và ít bị béo phì trong các thí nghiệm trước đây.
Điều đặc biệt là các tế bào thiếu Mitch không chỉ tiêu hao nhiều năng lượng mà còn chủ động chuyển hướng, chọn mỡ làm nguồn nhiên liệu cốt lõi cho mọi hoạt động. Chúng tiến hành phân hủy các chất béo ngay từ màng tế bào để giải phóng năng lượng.
Giáo sư Atan Gross giải thích thêm rằng, việc xóa bỏ Mitch dẫn đến sự sụt giảm mạnh lượng mỡ trong màng tế bào, nhưng lại làm gia tăng đáng kể các chất béo được dùng cho mục đích sinh năng lượng. Như vậy, Mitch chính là yếu tố tối cao định đoạt số phận của mỡ trong tế bào người: Giữ lại tích tụ hay mang đi đốt cháy.
Không dừng lại ở việc thúc đẩy đốt cháy lượng mỡ sẵn có, nghiên cứu còn phát hiện sự thiếu hụt Mitch ảnh hưởng trực tiếp và ngăn chặn quá trình hình thành tế bào mỡ mới.
Thông thường, các tế bào tiền thân cần tích lũy mỡ để trưởng thành thành tế bào mỡ hoàn chỉnh. Khi thiếu Mitch, quá trình này bị cản trở nghiêm trọng do tế bào rơi vào tình trạng thiếu hụt năng lượng, thiếu vật liệu cấu trúc cần thiết, đồng thời hoạt động của các gen liên quan đến sự biệt hóa tế bào cũng bị suy giảm, dẫn đến việc có rất ít tế bào mỡ mới được tạo ra.
"Công tắc kép" cho quá trình giảm béo an toàn
Trước đó, các thí nghiệm trên cơ thể chuột đã ghi nhận những kết quả vô cùng ấn tượng. Khi tiến hành ức chế protein Mitch ở mô cơ, động vật không chỉ tránh được nguy cơ béo phì mà còn phát triển thêm các sợi cơ, cải thiện sức bền và tối ưu hóa chức năng tim mạch.
Những con chuột thí nghiệm này thực hiện tốt hơn hẳn các bài kiểm tra thể lực và duy trì được một vóc dáng vô cùng thon gọn. Chính quan sát thực tế này đã thúc đẩy nhóm nghiên cứu tìm hiểu sâu hơn ở mức độ tế bào người.
Bên cạnh đó, các nhà khoa học cũng nhận thấy phụ nữ bị béo phì thường sở hữu mức protein Mitch cao hơn mức trung bình, điều này càng củng cố mạnh mẽ cho giả thuyết Mitch chính là tác nhân góp phần vào quá trình tích tụ mỡ thừa ở người.
Hiện nay, nhiều loại thuốc giảm cân phổ biến trên thị trường, chẳng hạn như các chế phẩm chứa hoạt chất mô phỏng GLP-1, tuy mang lại hiệu quả giảm cân rõ rệt nhưng lại thường đi kèm tác dụng phụ chuyển biến xấu là gây mất cơ và suy giảm mật độ xương.
Các nhà khoa học cũng nhận thấy phụ nữ bị béo phì thường sở hữu mức protein Mitch cao hơn mức trung bình. Ảnh minh họa: Shutterstock
Phát hiện mới về protein Mitch được kỳ vọng sẽ giúp khắc phục triệt để hạn chế lớn này, bởi việc tắt protein không những thúc đẩy đốt mỡ mà còn hỗ trợ duy trì, thậm chí thúc đẩy phát triển khối lượng cơ bắp như những gì đã được chứng minh trên cơ thể chuột.
Tuy nhiên, Giáo sư Atan Gross cùng các cộng sự vẫn đặc biệt nhấn mạnh công trình này hiện mới chỉ ở giai đoạn sơ khởi. Toàn bộ dữ liệu hiện có đều đến từ tế bào người được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm và các mô hình chuột. Việc đưa tế bào vào trạng thái thiếu năng lượng kéo dài cần phải được kiểm soát một cách cực kỳ nghiêm ngặt nhằm tránh những hệ lụy tiêu cực lên các mô và cơ quan nội tạng.
Do đó, chặng đường phía trước vẫn cần thêm nhiều nghiên cứu tiếp theo trên các loài động vật lớn hơn, và cuối cùng là thử nghiệm lâm sàng trên người trước khi chính thức nghĩ đến việc bào chế thành thuốc hoặc đưa vào các liệu pháp điều trị thực tiễn.
Dẫu vậy, việc xác định được một phân tử đóng vai trò như chiếc công tắc kép có khả năng vừa kích hoạt đốt mỡ thừa, vừa chặn đứng sự hình thành tế bào mỡ mới vẫn là một bước tiến lịch sử trong lĩnh vực nghiên cứu béo phì, mở ra một hướng tiếp cận triển vọng cho cuộc chiến chống béo phì trên toàn cầu.