Khoa học - Y dược

Các nhà nghiên cứu phát triển quy trình mới để phân biệt các tế bào gốc (26/04/2018)

Đau cổ và lưng làm suy nhược và tốn kém: khoảng 80% người lớn sẽ bị một hoặc cả hai trường hợp ở một thời điểm nào đó trong suốt cuộc đời của họ, thu về 86 tỷ đô la chi phí y tế và mất việc ở Hoa Kỳ. Thông thường, căn bệnh này là do các đĩa đệm bị tổn thương, gãy vỡ, các vật chịu tải nặng, những cấu trúc giống như bánh rán làm lớp đệm cho các xương cột sống và được làm chủ yếu bằng mô gọi là nhân mềm (nucleus pulposus - NP). Các nhân mềm có thể thoái hóa theo độ tuổi, làm cho các đĩa đệm bị mất hình dạng và vỡ gãy - dẫn đến bệnh nhânh bị đau đớn.

Trong khi các nhà khoa học nỗ lực tìm ra các phương pháp trị liệu sớm để chống lại căn bệnh thoái hóa đĩa thì hiện nay nhóm các nhà nghiên cứu có quan tâm lớn đến việc khai thác các tế bào gốc để khôi phục lại nhân mềm, viết tắt là NP. Nghiên cứu trước đây cho thấy các tế bào gốc đa nhân tạo từ người (hiPSCs) được sản sinh trực tiếp từ tế bào trưởng thành có thể biểu hiện các dấu hiệu sinh học của nhiều tế bào kể các những tế bào tiết ra NP. 

Hiện nay, một nhóm các nhà khoa học thuộc Đại học Washington tại St. Louis đã phát triển được một quy trình mới tạo ra các tế bào giống NP từ hiPSCs. Quy trình này quay ngược lại từ đầu và bắt chước hệt quy tình phát triển của phôi.

Lori Setton, giáo sư kỹ thuật y sinh ưu tú, đồng thời là giáo sư Khoa Kỹ thuật Y sinh học thuộc Trường Đại học Kỹ thuật và Khoa học ứng dụng, cho biết: “Những gì chúng tôi làm ở đây là nghiên cứu phát triển sinh học trước khi chúng tôi thiết kế thử nghiệm. Đây là những gì khác biệt trong nghiên cứu đặc biệt này, chúng tôi đã tạo ra được một giao thức khác biệt để bắt chước sự phát triển phôi”. 

Trong các dự án trước đây, các nhà khoa học đã cố gắng bắt nguồn từ nhiều loại tế bào đã được phân biệt từ tế bào gốc như xương, mô, dây thần kinh hoặc chất béo - trực tiếp dựa vào hiPSCs. Setton và nhóm của cô bắt đầu lại từ đầu, lần đầu tiên tìm ra một loạt các bước để tạo ra một trong những cấu trúc giống phôi thai hình thành sớm nhất có tên là dây sống (notochord). Ở người, dây sống này là một giống thanh sụn và nó tiến hóa thành cột sống trong quá trình phát triển trong ống nghiệm. 

Nhóm của Setton đã hợp tác nghiên cứu với Farshid Guilak, giáo sư phẫu thuật chỉnh hình tại Trường Đại học Y Washington, và là giám đốc nghiên cứu tại Bệnh viện Nhi Shriners, tại St. Louis thực hiện một quá trình nghiên cứu kéo dài ba năm.

Phòng thí nghiệm của Setton đã phơi nhiễm hiPSC với nhiều yếu tố tăng trưởng và môi trường nuôi cấy khác nhau để tạo ra các chỉ dấu sinh học phát triển đầu tiên, và sau đó định thành đầy đủ thành các tế bào dây sống. Khi các nhà khoa học có các tế bào dây sống này, họ áp dụng quá trình tiếp xúc hóa học tương tự để phát triển chúng thành các tế bào dạng NP. Phòng thí nghiệm đã theo dõi quá trình phân biệt này bằng việc sử dụng phương pháp tạo ảnh tế bào huỳnh quang, đây là phương pháp kiểm tra các chỉ dấu sinh học cần thiết trong từng bước nghiên cứu. 

Công trình nghiên cứu của họ đã được công bố trên tạp chí Stem Cell Research & Therapy mới đây.

Setton nói rằng quá trình đa bước phòng thí nghiệm của cô sử dụng để chuyển hóa các tế bào dạng NP từ hiPSCs cung cấp sự kiểm soát chất lượng rất cần khi các nhà khoa học bổ sung ứng dụng cho các liệu pháp tế bào gốc. 

“Khi nghĩ đến một sản phẩm y học đã được điều chỉnh, chúng ta cần phân loại nó ở từng giai đoạn sử dụng và ở mỗi giai đoạn phát triển. Như thể bạn đang sản xuất một bộ phận ô tô, bạn kiểm soát chất lượng ở mọi giai đoạn. Đó là những gì chúng tôi đã làm ở đây”, cô nói.

Các bước tiếp theo của nghiên cứu bao gồm đánh giá các tín hiệu môi trường như độ cứng của bề mặt nuôi cấy, địa hình tế bào và cách thức một tế bào gắn kết và quan sát tác động của chúng trong việc chuyển đổi các hiPSCs.

Nguồn: P.T.T (NASATI)/vista.gov.vn

Cập nhật: 24/4/2018