Chế độ ăn thuần thực vật và tập thể dục trong 3 tháng có thể tác động đến 500 gen thế nào

Đã từ lâu, nhiều nghiên cứu dịch tễ cho thấy tỷ lệ ung thư tuyến tiền liệt rất thấp ở các vùng dân cư ăn thuần thực vật, ít béo. Tuy nhiên, liệu lối sống có thực sự can thiệp được vào cơ chế bệnh sinh cốt lõi ở cấp độ phân tử hay không? Một thử nghiệm lâm sàng đã được thực hiện để giải đáp câu hỏi này: Khi chúng ta thay đổi toàn diện lối sống, bộ gen của chúng ta sẽ phản ứng ra sao?

Nghiên cứu được thiết kế như thế nào?

Nhóm nghiên cứu đã tiến hành theo dõi 30 bệnh nhân ung thư tuyến tiền liệt giai đoạn sớm, nguy cơ thấp và tiến triển chậm (indolent, low-risk prostate cancer). Đây là nhóm bệnh nhân này thường chỉ cần theo dõi chủ động thay vì phải phẫu thuật hay hóa xạ trị ngay. 30 bệnh nhân này tham gia 1 chương trình thay đổi lối sống toàn diện, được kiểm soát và theo dõi chặt trong 3 tháng, bao gồm:

• Chế độ ăn thuần thực vật, ít béo (chiếm 10% calo). Chế độ ăn được bổ sung thêm đậu nành (đậu phụ và thức uống protein), dầu cá (3g/ngày), vitamin E, selenium và vitamin C

• Tập thể dục aerobic: đi bộ 30 phút mỗi ngày, 6 ngày 1 tuần

• Kiểm soát stress: thiền, yoga, dãn cơ 1 tiếng/ngày

• Hỗ trợ tâm lý: tham gia nhóm hỗ trợ cộng đồng 1 tiếng/tuần

Kết quả ra sao?

Chỉ sau 3 tháng, những thay đổi trên cơ thể bệnh nhân là vô cùng rõ rệt. Kết quả cho thấy, sau 3 tháng thử nghiệm BMI, huyết áp và biland lipid của các bệnh nhân đều cải thiện với

BMI từ 26.5 ± 3.6 xuống 23.9 ± 3.0

Huyết áp tâm thu giảm từ 129.5 ± 15.1 xuống 120.3 ±12.6

LDL giảm từ 121.7 ± 28.2 xuống 87.6 ±25.1 mg/dl

Cholesterol toàn phần giảm mạnh từ 191.7 ± 33.1 xuống 146.5 ±31.6 mg/dl

Đồng thời, bệnh nhân ghi nhận sự suy giảm đáng kể các rắc rối tâm lý (psychological distress) liên quan đến chẩn đoán ung thư.

Khám phá di truyền ngoại gen (Epigenetics): Chiếc "công tắc" trong môi trường vi mô

Trước và sau thử nghiệm, các bệnh nhân được tiến hành lấy mẫu sinh thiết (core neele biopsy) và tiến hành tách chiết RNA và xét nghiệm gen (microarray and PCR).

Kết quả bản đồ nhiệt cho thấy:

"Bật" (Up-regulated) 48 gen bảo vệ: Chế độ ăn và tập luyện đã đóng vai trò như một chiếc công tắc, kích hoạt tăng biểu hiện của 48 gen. Trong đó bao gồm các gen đóng vai trò ức chế khối u (tumor suppressors) như NR2F1, SFRP2

Tắt" (Down-regulated) 453 gen nguy cơ: thay đổi lối sống sau 3 tháng đã làm giảm sự biểu hiện của 453 gen. Phân tích sâu thuật toán PANTHER cho thấy sự sụt giảm này tập trung ở các con đường chuyển hóa protein và vận chuyển nội bào. Vì tế bào ung thư cần lượng lớn protein và năng lượng để nhân lên vô độ, việc "tắt" các gen này (như RAN, RAB14, SHOC2 – những gen sinh ung và thúc đẩy khối u) giống như thao tác cắt đứt đường tiếp tế năng lượng của chúng.

Điều thú vị khác trong nghiên cứu này là vị trí sinh thiết để phân tích gen.

Do các khối u tuyến tiền liệt nguy cơ thấp thường có tính chất vi thể (microfocal) và phương pháp sinh thiết dưới hướng dẫn của siêu âm có những hạn chế nhất định, các nhà khoa học đã không thể lấy được chính xác các mẫu khối u khớp nhau (pre- và post-intervention) cho các bệnh nhân trong nhóm nghiên cứu. Thực tế, phân tích của họ bị giới hạn ở mô tuyến tiền liệt bình thường bởi vì chỉ có 1/3 các mẫu sinh thiết là thực sự có chứa mô khối u. Do đó, để đảm bảo sự đồng nhất trong phân tích gen, các nhà nghiên cứu đã chỉ sử dụng những vùng mô bình thường ở vùng ngoại vi tuyến tiền liệt (bao gồm cả tế bào mô đệm và biểu mô) để tiến hành tách chiết RNA. Như vậy, kết quả này cho thấy lối sống toàn diện có khả năng tái thiết lập vi môi trường (microenvironment) của tuyến tiền liệt khỏe mạnh. Nghĩa là, các tế bào khỏe mạnh thay đổi biểu hiện gen của chúng, tự "trang bị" vũ khí để tạo ra một vùng đệm cô lập, tăng cường hoạt động của các gen ức chế u và giảm hoạt động của các gen sinh ung, từ đó "tăng sức đề kháng" trước vùng u lân cận.

Các tác giả thừa nhận rằng can thiệp này rất phức tạp và chưa thể bóc tách được chính xác là do dinh dưỡng, do tập luyện, hay do giảm stress đã tạo ra sự thay đổi gen này. Do đó, thông điệp rút ra là tính toàn diện (holistic) khi thay đổi lối sống: Dinh dưỡng từ thực vật tạo nguyên liệu sạch, tập thể dục tối ưu hóa chuyển hóa, và thiền định giảm hormone stress. Thiếu một chân kiềng, hiệu quả có thể sẽ không đạt mức độ thay đổi DNA như vậy

Nghiên cứu này cho thấy rằng khi thay đổi lối sống với chế độ ăn thuần thực vật, tập thể dục thường xuyên và kiểm soát căng thẳng không chỉ giúp cải thiện các chỉ số sinh lý bề mặt như BMI, mỡ máu hay huyết áp, mà còn thực sự tác động đến cấp độ gen của khối u và trao cho chúng ta có thêm quyền kiểm soát với sức khỏe của mình.

Nguồn: Ornish, D., Magbanua, M. J. M., Weidner, G., Weinberg, V., Kemp, C., Green, C., Mattie, M. D., Marlin, R., Simko, J., Shinohara, K., Haqq, C. M., & Carroll, P. R. (2008). Changes in prostate gene expression in men undergoing an intensive nutrition and lifestyle intervention. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 105(24), 8369–8374. https://doi.org/10.1073/pnas.0803080105