Khoa học - Y dược

Chuyển đổi tế bào bình thường thành tế bào gốc (29/01/2016)

Các nhà khoa học từ Đại học bách khoa liên bang Thụy sỹ (EPFL) đã phát triển một phương pháp mới có thể chuyển đổi tế bào bình thường thành tế bào gốc bằng cách “ép” chúng. Phương pháp này mở đường cho việc sản xuất quy mô lớn tế bào gốc cho các mục đích y tế.

Tế bào gốc hiện nay là mũi nhọn của y học hiện đại. Chúng có thể phát triển thành tế bào của các cơ quan khác nhau, đem lại những liệu pháp điều trị mới cho một loạt các chấn thương và bệnh, từ bệnh Parkinson đến bệnh tiểu đường. Nhưng việc sản xuất đúng loại tế bào gốc theo phương pháp chuẩn hóa vẫn còn là một thách thức nghiêm trọng. Mới đây, các nhà khoa học EPFL đã phát triển một loại gel làm tăng khả năng các tế bào bình thường chuyển đổi thành tế bào gốc bằng cách đơn giản là “ép” chúng. Được công bố trên tạp chí Nature Materials, kỹ thuật mới này cũng có thể được mở rộng quy mô một cách dễ dàng để sản xuất tế bào gốc cho các ứng dụng khác nhau ở quy mô công nghiệp.

Có nhiều loại tế bào gốc khác nhau, nhưng loại được ngành y tế đặc biệt quan tâm là “tế bào gốc đa năng cảm ứng” hay iPSC. Chúng được phát triển từ các tế bào trưởng thành thường được tái lập trình gen để hành xử giống như các tế bào gốc. iPSC sau đó có thể phát triển thành các loại tế bào khác nhau, ví dụ: gan, tuyến tụy, phổi, da, v.v...

Đã có nhiều nỗ lực để thiết kế một phương pháp chuẩn hóa tạo ra các tế bào gốc như vậy. Nhưng ngay cả những phương pháp thành công nhất hóa ra không phải là rất hiệu quả, đặc biệt để sử dụng ở quy mô lớn. Một vấn đề lớn là các kỹ thuật hiện nay sử dụng môi trường hai chiều của đĩa petri hay bình nuôi cấy tế bào, trong khi các tế bào trong cơ thể tồn tại trong một thế giới ba chiều.

Phòng thí nghiệm của Matthias Lutolf tại EPFL mới đây đã phát triển một phương pháp mới có thể giúp khắc phục những thách thức này bằng cách sử dụng một hệ thống nuôi cấy tế bào ba chiều. Các tế bào bình thường được đặt trong một gel chứa chất dinh dưỡng tăng trưởng bình thường. “Chúng tôi cố gắng mô phỏng môi trường ba chiều của một mô sống và xem nó ảnh hưởng như thế nào đến hành vi của tế bào gốc”, Lutolf giải thích. “Nhưng ngay sau đó chúng tôi đã rất ngạc nhiên khi thấy việc tái lập trình tế bào cũng bị ảnh hưởng bởi môi trường vi mô xung quanh, trong trường hợp này là gel”.

Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng họ có thể tái lập trình các tế bào nhanh hơn và hiệu quả hơn so với các phương pháp hiện có bằng cách điều chỉnh thành phần - và do đó độ cứng và mật độ - của gel xung quanh. Kết quả là gel này tác động các lực khác nhau lên các tế bào, về cơ bản là “ép” chúng.

Phương pháp mới này không được hiểu một cách hoàn toàn. Tuy nhiên, các nhà khoa học cho rằng môi trường ba chiều là chìa khóa cho quá trình này, tạo ra các tín hiệu cơ học kết hợp cùng với các yếu tố di truyền làm cho tế bào thường biến đổi thành một tế bào gốc dễ dàng hơn.

“Mỗi loại tế bào có thể có một “điểm ngọt ngào” (sweet spot) của các yếu tố vật lý và hóa học đem lại sự chuyển đổi hiệu quả nhất”, Lutolf nói. “Một khi bạn tìm thấy nó, chỉ là vấn đề về nguồn lực và thời gian để tạo ra các tế bào gốc trên quy mô lớn hơn”.

Tác động lớn hơn của phát hiện này có thể là số lượng. Kỹ thuật này có thể được áp dụng cho việc sản xuất một lượng lớn tế bào gốc từ các tế bào bình thường ở quy mô công nghiệp. Phòng thí nghiệm của Lutolf đang nghiên cứu vấn đề này, nhưng trọng tâm chính của họ là để hiểu rõ hơn về hiện tượng này và để tìm ra “điểm ngọt ngào” cho các loại tế bào khác.

Nguồn: vista.gov.vn (Nanowerk News)