Một bước đột phá lớn, các nhà khoa học tại Viện Gladstone, Hoa Kỳ lần đầu tiên biến đổi thành công tế bào da thành tế bào cơ tim và tế bào não, chỉ bằng con đường sử dụng hóa chất.
Trước đây, để lập trình lại một tế bào như vậy, các nhà khoa học phải thêm các gen bên ngoài vào trong nó.
Với việc chỉ sử dụng hóa chất, nghiên cứu là một dấu mốc đột phá, đặt nền tảng cho một ngày, con người chỉ cần uống thuốc cũng có thể tái tạo lại những cơ quan bị mất hoặc hư hỏng như loài kỳ giông.
Hai nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Science và Cell Stem Cell . Trong đó, nhóm nghiên cứu được dẫn dắt bởi tiến sĩ Sheng Ding đến từ Trung tâm Y sinh học tế bào gốc thuộc Viện Gladstone.
Ông sử dụng một hỗn hợp hóa chất để “dụ dỗ” tế bào da chuyển đổi dần thành các tế bào giống tế bào gốc. Sau đó, chúng bắt đầu có thể chuyển hướng để biến thành tế bào tim hoặc tế bào não.
Phát hiện này sẽ cung cấp một con đường hiệu quả mới để tái lập các tế bào. Đồng thời, nó cũng tránh được các ý kiến trái chiều, lâu nay vẫn không ủng hộ phát triển các kỹ thuật di truyền và biến đổi gen .
“Quá trình tái tạo tế bào sử dụng chất hóa học là gần gũi hơn với quá trình xảy ra ở một số động vật trong tự nhiên, như ở loài sa giông và kỳ giông. Đó là điều đã cuốn hút chúng tôi từ lâu”, tiến sĩ Sheng Ding cho biết.
Trong một tương lai không xa, phương pháp mới sẽ mang đến cơ hội tạo được tế bào mới ở phần cơ thể bệnh nhân đã bị tổn thương.
Ví dụ, tiến sĩ Sheng Ding nói: “Chúng tôi đang đặt niềm hi vọng đến một ngày, các loại thuốc có thể giúp bệnh nhân suy tim hoặc Parkinson tái tạo lại hư hỏng trong tim và não bộ của họ”.
Các quả tim tự tái tạo
Ở người trưởng thành, các tế bào tim mới là rất khó khăn để hình thành. Vì vậy, một thách thức lớn đặt ra cho các bác sĩ điều trị bệnh nhân suy tim: Làm thế nào để thay thế được các tế bào chết sau một cơn đau tim của họ?
Một số nỗ lực đã được thực hiện, ví dụ như cấy ghép tế bào gốc hoặc tế bào tim vào các phần bị tổn thương của người bệnh.
Tuy nhiên, các phương pháp này chỉ cho kết quả rất hạn chế. Hầu hết các tế bào tim được cấy ghép không sống sót hoặc không được tích hợp đúng chức năng. Chỉ một số rất ít tế bào gốc có thể biến đổi thành tế bào tim.
Trong một hướng tiếp cận khác, các nhà khoa học đến từ Viện Gladstone chỉ cần sử dụng hỗn hợp của 9 loại hóa chất để giúp biến đổi các tế bào da người thành tế bào tim.
Trong giai đoạn đầu, họ đã phải tiến hành thử nghiệm rất nhiều để tìm ra tỷ lệ pha trộn các thành phần hóa học tối ưu, giúp tế bào da biến trở lại thành dạng giống tế bào gốc.
Sau đó, một hỗn hợp hóa chất thứ hai sẽ biến những tế bào này thành tế bào cơ tim.
Kết quả cho thấy 97% các tế bào đã hình thành đặc tính của tế bào tim hoạt động khỏe mạnh và đầy đủ chức năng.
Các tế bào cũng phản ứng thích hợp với hooc-môn và phân tử như một tế bào cơ tim. Chúng chính xác đã không còn là tế bào da nữa.
Các nhà nghiên cứu cho biết, đây sẽ là một cơ hội mới cho các bệnh nhân suy tim. “Mục tiêu cuối cùng trong điều trị suy tim là một phương pháp tạo ra các tế bào cơ tim mới đáng tin cậy”, Srivastava, đồng tác giả nghiên cứu nói.
“Tái lập trình các tế bào của chính bệnh nhân như thế này sẽ cung cấp phương pháp an toàn và hiệu quả nhất để tái sinh các tế bào cơ tim đã chết ở họ”.
Trẻ hóa não bộ với tế bào thần kinh gốc
Trong hướng tiếp cận tương tự ở nghiên cứu thứ 2 xuất bản trên tạp chí Cell Stem Cell , các nhà nghiên cứu đã có thể tạo ra các tế bào thần kinh gốc từ tế bào da của chuột.
Hỗn hợp hóa chất cũng bao gồm 9 phân tử, một số trong đó trùng với nghiên cứu thứ nhất.
Một quá trình 10 ngày đã thay đổi danh tính của các tế bào da. Tất cả các gen tế bào da đã được “tắt” và gen của tế bào gốc dần được “bật” lên theo đó.
Khi được cấy ghép trở lại những con chuột, tế bào thần kinh gốc có thể phát triển thành 3 loại khác nhau: nơ-ron, tế bào ít nhánh và tế bào hình sao.
Các tế bào gốc này cũng rất dễ để sao chép, đặc điểm khiến chúng trở thành lý tưởng để điều trị các bệnh thoái hóa thần kinh và chấn thương não.
Đồng tác giả của nghiên cứu, tiến sĩ Yadong Huang đến từ viện Gladstone cho biết:
“Với sự an toàn được cải tiến của phương pháp, một này nào đó, các tế bào thần kinh gốc sẽ được sử dụng để thay thế cho các tế bào đã chết trong bệnh thoái hóa thần kinh như Parkinson và Alzheimer”.
Tiến sĩ Huang cũng tiết lộ về một tương lai của phương pháp điều trị: “Chúng tôi thậm chí có thể tưởng tượng đến việc điều trị bệnh nhân chỉ với một hỗn hợp các loại thuốc.
Chúng có khả năng tác động lên não hoặc tủy sống, giúp trẻ hóa ngay lập tức các tế bào trong thời gian thực”.
Tham khảo Gladstone