Khoa học - Y dược

Tế bào gốc tự tổ chức thành phôi giả (17/10/2018)

Gastruloid Bảy ngày tuổi. Các hạt nhân tế bào được đánh dấu màu xanh lam. Tế bào tiền thân thần kinh (xanh) được phân bố dọc theo trục trước sau. Tế bào tiền thân của chồi đuôi (màu hồng) bị giới hạn ở cực sau của gastruloid và biểu thị hướng kéo dài của nó.

Gastruloid 07 ngày tuổi. Các hạt nhân tế bào được đánh dấu màu xanh lam. Các tế bào tiền thân thần kinh (xanh) được phân bố dọc theo trục trước sau. Các tế bào tiền thân của chồi đuôi (màu hồng) bị giới hạn ở cực sau của gastruloid và biểu thị hướng kéo dài của nó. Ảnh: © Mehmet Girgin, EPFL

Cơ thể động vật có vú được cấu tạo ngay sau khi cấy phôi thai vào tử cung. Các đường kính trước sau, thuộc lưng bụng và giữa bên của cơ thể trở thành tổ chức dưới sự kiểm soát của mạng lưới gen phối hợp phiên mã của ADN ở những vùng khác nhau của phôi thai. Nhóm nghiên cứu từ Đại học Geneva (UNIGE), Đại học Cambridge-Anh, và Viện Công nghệ Liên bang Lausanne (EPFL) đã báo cáo khả năng tế bào gốc của chuột để sản xuất phôi giả có khả năng tương tự. Được tạo ra từ khoảng 300 phôi tế bào gốc, những cấu trúc này, được gọi là gastruloids, cho thấy những đặc điểm phát triển có thể so sánh được với phần sau của phôi thai từ 6 đến 10 ngày. 

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature cho thấy ba mạng lưới phôi chính được hình thành theo hệ thống biểu hiện gen tương tự như của phôi. Do đó Gastruloids có tiềm năng đáng kể cho việc nghiên cứu giai đoạn đầu của sự phát triển phôi bình thường hoặc bệnh lý ở động vật có vú. Nghiên cứu này là quá trình phối hợp sự hình thành phôi sớm của động vật có vú bị cản trở bởi những khó khăn trong việc thu thập chúng. Nhóm nghiên cứu của Alfonso Martinez Arias - Giáo sư tại Khoa Di truyền học của Đại học Cambridge, gần đây đã phát hiện ra rằng, trong những điều kiện nhất định, tế bào gốc phôi thai có thể tập hợp thành ba chiều giúp kéo dài sự trao đổi. Những thực thể này được gọi là "gastruloids" hiển thị các đặc tính khác nhau của giai đoạn đầu của sự phát triển phôi thai.

Denis Duboule, Giáo sư tại Khoa Di truyền và Tiến hóa của Khoa Khoa học UNIGE và Viện Thụy Sĩ giải thích: “Để xác định liệu gastruloids có tổ chức thành cấu trúc phôi giả hay không, chúng tôi đã mô tả mức độ hoạt hóa di truyền của chúng ở các giai đoạn phát triển khác nhau. cho nghiên cứu ung thư thực nghiệm của EPFL. Các nhà nghiên cứu đã xác định và định lượng RNA được sao chép từ các gastruloids và so sánh gen được biểu hiện bằng phôi chuột ở các giai đoạn phát triển tương đương”.

Leonardo Beccari, Naomi Moris - đồng tác giả nghiên cứu cho biết: "Các cấu trúc Gastruloids hình thành tương tự như phần sau của phôi, có chương trình phát triển hơi khác so với phần đầu. Những phôi giả thể hiện gen đặc trưng của các loại tế bào tiền thân khác nhau cần thiết cho cấu tạo của mô trong tương lai. Sự phức tạp của biểu hiện gen tăng theo thời gian, với sự xuất hiện dấu hiệu từ các dòng tế bào phôi khác nhau, giống như cấu trúc quan sát trong phôi điều khiển”. 

Trong quá trình hình thành các đường kính trước sau, lưng bụng và giữa bên của các gastruloids, các gen Hox được tạo ra, thường được kích hoạt theo thứ tự tuần tự chính xác trong phôi, được kích hoạt tốt trong gastruloids được trồng trong ống nghiệm.Mehmet Girgin, nhà di truyền học tại EPFL cho biết: “Việc thực hiện mạng lưới gen Hox theo thời gian, bắt chước đuôi của phôi, khẳng định mức độ tự tổ chức cao của gastruloids”.

Những phôi nhân tạo này trong một số trường hợp sẽ mang đến phương pháp thay thế để thử nghiệm động vật, phù hợp với 3Rs. Nguyên tắc 3R (giảm, thay thế, tinh chỉnh) đã tự thiết lập quốc tế làm nền tảng của phương pháp tiếp cận đạo đức áp dụng cho thử nghiệm động vật. Nó nhằm mục đích giảm số lượng động vật được sử dụng, tinh chỉnh những điều kiện thí nghiệm để cải thiện sức khỏe động vật, và cuối cùng cố gắng thay thế các mô hình động vật bằng phương pháp thử nghiệm khác bất cứ khi nào có thể. Gastruloids sẽ bổ sung cho việc sử dụng phôi động vật, do đó làm giảm số lượng của chúng trong nghiên cứu về sự phát triển phôi của động vật có vú.

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

Cập nhật: 16/10/2018