Khoa học - Y dược

Tấm cơ nhân tạo biến đổi tế bào gốc thành xương (20/01/2020)

Các vật liệu được lập trình có thể, trong các điều kiện cụ thể, khuyến khích các tế bào gốc biến đổi thành tế bào xương, kết quả của nhóm nghiên cứu đến từ Đức dưới sự dẫn dắt của Helmholtz-Zentrum Geervationacht. Để làm điều này, các nhà khoa học đã sử dụng polymer nhớ hình dạng trong nghiên cứu tế bào gốc. Nghiên cứu được công bố trên tạp chí nổi tiếng, Kỷ yếu của Viện hàn lâm Khoa học Quốc gia.

Một ngày nào đó, các tế bào gốc phát triển trên polymer thay đổi hình dạng ở nhiệt độ được lập trình có thể được sử dụng để hỗ trợ chữa lành xương bị gãy nghiêm trọng. 

Tế bào gốc được biết đến với khả năng thay đổi thành nhiều loại tế bào khác nhau, có thể là tế bào cơ, sụn hoặc tế bào xương. Giống như cơ thể mà chúng là một phần của tế bào gốc, cảm nhận được những gì xảy ra xung quanh chúng và phản ứng tương ứng. Trong nhiều thập kỷ, các nhà nghiên cứu đã học cách điều khiển quá trình biệt hóa này bằng cách thay đổi môi trường của các tế bào. Kiến thức thu được sử dụng trong kỹ thuật mô, nói cách khác, để tạo ra vật liệu thay thế phục hồi hoặc duy trì các mô sinh học bị hư hỏng. Tuy nhiên, hầu hết các nghiên cứu đã được thực hiện trên cấu trúc tĩnh.

Các nhà nghiên cứu đã lấy tấm polymer hoạt động như cơ nhân tạo. Tấm có đặc tính bất thường ở chỗ nó được điều khiển để biến đổi hình thái khi tiếp xúc với sự thay đổi nhiệt độ lặp đi lặp lại. Họ chỉ đơn giản đúc một tấm lưới lên mặt dưới của tấm và lập trình nó kéo dài khi nhiệt độ từ nhiệt độ cơ thể (37 độ C) đến 10 độ C và co lại khi được làm nóng lại. Sau đó, họ gieo hạt cho các tế bào gốc và quan sát cẩn thận hình dạng thay đổi của tấm và các ô. Với sự trợ giúp của "cơ nhân tạo" này, các nhà khoa học có thể sử dụng một tín hiệu vật lý khác là thay đổi nhiệt độ xảy ra cùng một lúc để gửi tín hiệu cơ học thứ hai đến tế bào gốc. Với những kích thích đồng bộ này, có thể khuyến khích các tế bào gốc tự biến mình thành tế bào xương.

Giáo sư Andreas Lendlein, cho biết: "Tấm polymer dẫn động của chúng tôi có chức năng gọi là bộ nhớ hình dạng. Trong các thí nghiệm, điều này cho phép nó hoạt động như một bộ chuyển đổi, nhờ đó chúng tôi có thể hướng dẫn các tế bào hoạt động hiệu quả như chúng tôi mong muốn. Qua đó thấy sự thay đổi nhiệt độ, kết hợp với chuyển động kéo dài lặp đi lặp lại của film là đủ để khuyến khích các tế bào gốc biệt hóa thành tế bào xương".

Giáo sư Lendlein, giải thích: Ví dụ, các tấm polymer được lập trình có thể được sử dụng để điều trị xương bị gãy nghiêm trọng đến mức cơ thể không thể tự sửa chữa nó. Các tế bào gốc từ tủy xương của bệnh nhân có thể được nuôi cấy trên tấm và quấn quanh xương một cách thích nghi một hoạt động. Các tế bào "được đào tạo" trước đó có thể trực tiếp củng cố xương.

Theo báo cáo gần đây về một ca phẫu thuật thành công ở 10 độ C tại Đại học Y khoa Maryland, cấy ghép y tế như vậy có thể trở thành một công cụ khác trong bộ công cụ của bác sĩ phẫu thuật.

Nguồn: Đ.T.V (NASATI)/www.vista.gov.vn

Cập nhật: 20/01/2020