Khoa học - Y dược

Tế bào da người chuyển đổi trực tiếp thành neuron vận động (25/09/2017)

Các nhà khoa học đang nghiên cứu phương pháp điều trị mới cho bệnh thoái hóa thần kinh do không có khả năng phát triển nơron vận động của con người trong phòng thí nghiệm. Sự co thắt cơ của nơron tế bào thần kinh vận động và tổn thương của chúng bao gồm chứng bệnh xơ cứng teo cơ một bên và teo cơ tủy, cả hai đều dẫn đến tê liệt và tử vong sớm. Nhóm các nhà khoa học đến từ Trường Y khoa Đại học Washington ở St. Louis - Hoa Kỳ đã chuyển các tế bào da từ người khỏe mạnh trực tiếp thành các nơron vận động mà không đi qua trạng thái tế bào gốc.

Kỹ thuật này cho phép nghiên cứu các nơron vận động của hệ thần kinh trung ương ở phòng thí nghiệm. Không giống như nơron vận động trên chuột, nơron vận động của con người đang được phát triển trong phòng thí nghiệm sẽ là một công cụ mới vì không thể lấy mẫu của tế bào thần kinh này từ những người còn sống nhưng có thể dễ dàng lấy mẫu trên da.

Trưởng nhóm nghiên cứu, Andrew S. Yoo, cho biết: "Trong nghiên cứu này, chúng tôi chỉ sử dụng tế bào da từ người khỏe mạnh, ở độ tuổi từ 20 đến 60. Và cho thấy các phân tử ARN nhỏ có thể hoạt động như thế nào với các tín hiệu tế bào khác được gọi là nhân tố phiên mã để tạo ra những nơron cụ thể, trong trường hợp này là các nơron vận động. Trong tương lai, sẽ tiếp tục nghiên cứu các tế bào da từ những bệnh nhân có rối loạn thần kinh vận động. Giai đoạn tế bào gốc đa năng giống như phá hủy một ngôi nhà và xây lại một ngôi nhà mới. Chúng ta thay đổi nội thất nhưng để lại cấu trúc ban đầu, nó giữ lại các đặc tính của nơron mà chúng ta muốn nghiên cứu”. 

Các nhà khoa học đã chuyển đổi tế bào da người sang dạng tế bào khác, như tế bào thần kinh, làm tăng sự hiểu biết về bệnh và tìm ra những phương pháp mới để hàn gắn mô và cơ quan bị tổn thương, lĩnh vực này được gọi là y học tái tạo.

Để chuyển đổi tế bào da thành tế bào thần kinh vận động, nhóm nghiên cứu đã phơi nhiễm tế bào da vào các tín hiệu phân tử thường xuất hiện mức cao ở trong não. Nghiên cứu trước đây của Andrew S. Yoo và các cộng sự của ông ở Đại học Stanford - Hoa Kỳ, cho thấy tiếp xúc với hai đoạn mã ngắn của ARN biến các tế bào da người thành nơron. Hai microRNAs được gọi là miR-9 và miR-124, có liên quan đến việc đóng lại các chỉ thị di truyền của tế bào.

Trong nghiên cứu mới này, họ đã mô tả quá trình đóng lại này, mô tả chi tiết cách tế bào da được lập trình lại thành các nơ-ron thông thường sau đó được chỉ thị vào những loại nơron cụ thể. Họ nhận thấy rằng các gen tham gia vào quá trình này trở nên sẵn sàng cho biểu hiện nhưng vẫn không hoạt động cho đến khi kết hợp đúng của các phân tử được cung cấp. Sau nhiều thử nghiệm với những kết hợp, kết quả cho thấy thêm hai tín hiệu nữa vào yếu tố phiên mã đệm gọi là ISL1 và LHX3, biến tế bào da thành nơron vận động tủy sống trong khoảng 30 ngày.

Sự kết hợp của các tín hiệu: microRNA miR-9 và miR-124 cộng với yếu tố phiên mã ISL1 và LHX3, những chỉ thị di truyền để tạo ra các tế bào thần kinh vận động. Các nơron vận động chuyển đổi thuận lợi so với các tế bào thần kinh vận động của chuột bình thường. Tuy nhiên, các nhà khoa học không thể chắc chắn những tế bào này là phù hợp với nơron vận động của con người vì khó có được mẫu tế bào thần kinh vận động từ những người trưởng thành. Nghiên cứu trong tương lai sẽ thực hiện ở những mẫu nơron được hiến tặng từ bệnh nhân sau khi chết là cần thiết để xác định chính xác những tế bào này bắt chước các nơ-ron vận động của con người như thế nào.

Nguồn: NASATI