Các nhà khoa học đã xác định được một chất chuyển hóa vitamin A gọi là acid retinoic có vai trò rất quan trọng đối với quá trình kích hoạt và bất hoạt tế bào gốc. Các nhà nghiên cứu tại Trung tâm Nghiên cứu Ung thư Đức đã phát hiện ra thiếu hụt vitamin A có thể gây hại cho tế bào gốc máu. Kết quả nghiên cứu này công bố trên tạp chí danh giá Cell.
Các tế bào chuyên biệt trên da, ruột hoặc máu có tuổi thọ ngắn và cần được bổ sung đầy đủ, liên tục trong suốt quá trình sống. Chúng xuất phát từ tế bào gốc trưởng thành phân chia liên tục và biệt hoá.
Trong năm 2008, các nhà nghiên cứu phát hiện ra một nhóm các tế bào gốc đặc biệt trong tủy xương hầu như không hoạt động và chỉ trở nên hoạt động để chống lại sự nhiễm khuẩn hoặc virut, hay mất máu trầm trọng hoặc là phản ứng với hóa trị liệu. Khi công việc của chúng được thực hiện xong, các tế bào gốc này trở lại “ngủ đông”.
Các nhà nghiên cứu đã xác định được cơ chế kích hoạt và bất hoạt các tế bào gốc. Họ tìm thấy acid retinoic, một chất chuyển hóa vitamin A rất quan trọng đối với quá trình này. Khi thiếu axit retinoic, các tế bào gốc hoạt động không thể trở lại trạng thái không hoạt động cũng như biệt hoá trở thành tế bào máu chuyên biệt.
Trong các nghiên cứu trên chuột nhắt, các nhà nghiên cứu nhận thấy các tế bào gốc bị mất đi như là trong ổ lưu trữ nếu thiếu axit retinoic.
Nina Cabezas-Wallscheid, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết: “Nếu chúng ta cho những con chuột ăn một chế độ ăn thiếu vitamin A trong một thời gian, điều này dẫn đến sự mất tế bào gốc. “Như vậy, lần đầu tiên chúng ta có thể chứng minh rằng vitamin A có ảnh hưởng trực tiếp đến tế bào gốc máu.”
Nghiên cứu này làm sáng tỏ những nghiên cứu trước đây cho thấy thiếu hụt vitamin A làm suy yếu hệ miễn dịch.
Cabezas-Wallscheid cho biết: “Điều này cho thấy tầm quan trọng của việc cung cấp đủ vitamin A từ chế độ ăn uống cân bằng rất quan trọng đến mức nào.
Các nhà nghiên cứu hy vọng những phát hiện này có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc điều trị ung thư bởi vì các tế bào ung thư, như các tế bào gốc, đang trong trạng thái ngủ yên và sự trao đổi chất của chúng hoàn toàn bị đóng lại, khiến chúng có khả năng kháng hóa chất.
Một nghiên cứu mới từ Đại học Lund ở Sweden cho thấy hành vi của các tế bào gốc ở thực vật và động vật là tương tự một cách đáng ngạc nhiên. Các nhà nghiên cứu đã có thể đưa ra các phương trình toán học cho thấy sự khác biệt rất nhỏ trong hoạt động của các protein. Kết quả có thể hy vọng được sử dụng trong nghiên cứu tế bào gốc liên quan đến người.
Hình. Ứng dụng tái lập trình tế bào thành tế bào gốc.
Giáo sư của Carsten Peterson, cho biết: “Giới thực vật và động vật đã được tách ra từ quá trình tiến hóa cách đây hơn 1,6 tỷ năm. Thật đáng ngạc nhiên là sự tương tác giữa các nhóm gene quan trọng kiểm soát số phận của mỗi tế bào gốc rất giống nhau trong cả hai trường hợp” tại Khoa Khoa học tại Đại học Lund.
Carsten Peterson là một trong những nhà nghiên cứu gần đây về sự khác biệt và tương đồng giữa các tế bào gốc động vật và thực vật. Với nền tảng về vật lý lý thuyết, ông và các đồng nghiệp đã giải quyết các tế bào gốc từ một góc nhìn khác, điều này đã chứng minh thành công.
Bằng cách xây dựng công thức toán học, các nhà nghiên cứu đã thực hiện một nghiên cứu chi tiết về các protein có vai trò trung tâm trong tế bào gốc ở động vật có vú và thực vật. Các protein liên kết với các gen điều khiển tế bào gốc. Đặc biệt, các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu những protein này ảnh hưởng lẫn nhau như thế nào qua sự tương tác khi các tế bào tiến hóa.
Carsten Peterson cho biết: “Mặc dù các protein trong tế bào động vật có vú và thực vật rất khác nhau khi được nghiên cứu riêng biệt, nhưng có những điểm tương đồng chính trong cách chúng tương tác, nghĩa là chúng tăng cường hay làm suy yếu lẫn nhau.
Tế bào gốc là một chủ đề nóng trong bối cảnh y học, đặc biệt là khi nói đến bệnh ung thư và các bệnh tự miễn. Một tế bào gốc có khả năng phát triển thành một số loại tế bào khác nhau và do đó là một loại tế bào gốc có thể cho ra tất cả các tế bào chuyên biệt của cơ thể. Ở động vật, các tế bào chuyên biệt này không bao giờ có thể trở lại trạng thái tế bào gốc dễ dàng. Ở thực vật, tuy nhiên, chúng có thể.
Carsten Peterson nói: “Các tế bào chuyên biệt của thực vật có thể trở lại thành tế bào gốc mà không cần thao tác bên ngoài. Trong thế giới thực vật, có một quá trình tái lập trình tự nhiên”, Carsten Peterson nói.
Các phương trình toán học cho thấy sự khác biệt rất nhỏ là đủ để giải thích tại sao các tế bào thực vật rất mềm dẻo trong khi các tế bào động vật có vú đòi hỏi phải lập lại chương trình nhân tạo để trở lại trạng thái tế bào gốc.
Ông tin rằng vẫn còn rất nhiều công việc liên quan đến hiệu quả của việc lập trình lại các tế bào động vật và do đó hy vọng rằng những hiểu biết sâu sắc từ thế giới thực vật có thể đóng góp. Nghiên cứu hiện tại cung cấp các đầu mối về lý do tại sao nó trở nên dễ dàng hơn nhiều để làm cho một tế bào trở lại là một tế bào gốc trong thực vật so với động vật có vú.
Một trong những người thắng giải thưởng Nobel, Shinya Yamanaka, đã chứng minh làm thế nào để thao tác bên ngoài các tế bào để trở lại trạng thái tế bào gốc phôi thai bằng cách tăng lên nồng độ của một số protein. Quay trở lại đồng hồ theo cách này có tiềm năng rất lớn trong bối cảnh lâm sàng.
Nghiên cứu gần đây đã được công bố trên tạp chí khoa học PLoS ONE.
Hội Chữ thập đỏ Singapore cho biết nhu cầu về máu không bao giờ dừng lại. Người hiến tặng máu vẫn chưa đủ cho nhu cầu bệnh nhân sử dụng. Nhu cầu về máu có thể được đáp ứng, vì các nhà nghiên cứu của A*STAR, Singapore tạo ra hồng cầu từ tế bào gốc một cách hiệu quả và đáng tin cậy. Jaichandran Sivalingam, một nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Sinh học A*STAR, nói: “Điều gì đang thiếu trong lĩnh vực sản xuất hồng cầu là khả năng sản xuất các tế bào chất lượng cao theo cách có quy mô lớn và hiệu quả về chi phí. “Cách tiếp cận của chúng tôi cung cấp một bước đi đầu tiên theo hướng đó.”
Hình. Tế bào hồng cầu được sản xuất từ tế bào gốc khi nuôi trên microcarrier tại A*STAR.
Hàng năm, tại các bệnh viện trên khắp Singapore, những người đang trải qua phẫu thuật, bệnh nhân ung thư, những người sống sót sau tai nạn và ngay cả những trẻ sơ sinh có biến chứng y tế cùng nhận được hơn 100.000 đơn vị máu. Nguồn cung cấp hiện tại có thể đáp ứng được nhu cầu hiện tại, nhưng khi dân số lứa tuổi, nhu cầu về máu sẽ gia tăng cùng thời điểm mà số lượng các người hiến máu giảm.
Máu trong phòng thí nghiệm cung cấp một giải pháp không giới hạn tiềm ẩn, nhưng các phương pháp hiện tại để sản xuất máu từ tế bào gốc không thích hợp cho việc sử dụng lâm sàng.
Lấy ví dụ như các hệ thống để làm hồng cầu. Các nhà nghiên cứu thường nuôi cấy tế bào gốc phôi thai hoặc được lập trình lại để chúng có thể hình thành các khối ba chiều gọi là thể phôi (Embryoid Body – EB) trước khi tế bào phát triển thành máu. Nhưng phương pháp này không phù hợp khi mở rộng quy mô sản xuất. Ngoài ra, các nhà khoa học nuôi các tế bào gốc người cùng với tế bào từ chuột. Tuy nhiên, các tế bào không phải của người có thể mang mầm bệnh từ động vật và không thể được sử dụng cho việc truyền máu ở người.
Jaichandran và các đồng nghiệp của ông đã giải quyết những vấn đề này bằng cách sử dụng những khối cầu nhỏ, gọi là các microcarrier. Những khối cầu trong hệ thống giọt treo, cung cấp một lượng lớn diện tích bề mặt. Và Các tế bào được bám trên một protein người gọi là laminin-521, để thay thế các tế bào từ chuột.
Bằng cách nuôi cấy tế bào gốc trên những microcarriers này và điều chỉnh môi trường, nhóm A*STAR có thể tạo ra ít nhất 6 lần tế bào tiền thân hồng cầu và 80 lần tế bào hồng cầu. Kể từ khi báo cáo phương pháp này vào năm ngoái, các nhà nghiên cứu đã làm tăng năng suất hơn nữa trong năm nay.
Sự trưởng thành của các tế bào máu vẫn còn rất khó kiểm tra chất lượng nghiêm ngặt, và quá trình này vẫn còn quá tốn kém để có thể mang tính thương mại. Nhưng nhóm của Jaichandran đang tiến bộ. Ông nói: “Chúng tôi đang tìm cách tiếp cận và hệ thống khác nhau để giải quyết một số thách thức còn lại.”
Tham khảo:
Jaichandran Sivalingam et al. Superior Red Blood Cell Generation from Human Pluripotent Stem Cells Through a Novel Microcarrier-Based Embryoid Body Platform, Tissue Engineering Part C: Methods (2016). DOI: 10.1089/ten.tec.2015.0579
Hai nhóm nghiên cứu độc lập đã phát triển thành công tế bào hồng cầu và bạch cầu trong PTN. Điều này đã mở ra một tương lai cho máu nhân tạo được sử dụng trong truyền máu. Liệu máu sản xuất trong PTN có thể thay thế máu từ người hiến tặng. Bài viết sau đây sẽ giúp bạn trả lời câu hỏi này.
Các tế bào máu có thể được tạo ra như thế nào?
Các nhóm nghiên cứu khác nhau cho biết họ đã phát triển thành công một phương pháp sản xuất các tế bào máu từ tế bào vạn năng cảm ứng (iPS) người hoặc chuột trong phòng thí nghiệm. Các nghiên cứu này là kết quả của 20 năm làm việc trong lĩnh vực này.
Các tế bào máu được tạo ra như thế nào?
Hai công trình, được công bố đồng thời trên tạp chí Nature nhưng do các nhóm nghiên cứu khác nhau, có những cách tiếp cận khác nhau. Một nghiên cứu do George Daley tại Trường Y Harvard dẫn đầu đã bắt đầu bằng các tế bào người gọi là tế bào vạn năng cảm ứng người.
Cedric Ghevaert, thuộc Trung tâm Máu Cambridge, Đại học Cambridge cho biết: “Thành tựu lớn là có thể chuyển đổi từ tế bào gốc đa năng thành tế bào gốc máu, chưa bao giờ được thực hiện trước đây. “Đó là một câu chuyện lớn và không phủ nhận tác động của nó.”
Nghiên cứu khác do Raphael Lis, trường Y Weill Cornell Medical ở New York dẫn đầu, đã lấy một hướng khác, chuyển các tế bào lấy từ phổi chuột trực tiếp vào tế bào gốc máu. Sau khi được cấy ghép vào chuột, chúng cũng tạo ra toàn bộ các tế bào máu.
Liệu những đột phá này sẽ loại bỏ nhu cầu hiến máu?
Không. Cả hai cách tiếp cận cuối cùng đều tạo ra một tập hợp các loại tế bào máu khác nhau. Điều này, theo Ghevaert, không hữu ích cho việc truyền máu, vì thật vậy trong truyền máu, người ta cần tách hồng cầu riêng biệt. Thay vào đó, nghiên cứu này có liên quan hơn đến những bệnh nhân cần cấy ghép tủy xương, ví dụ những người bị bệnh bạch cầu.
Ghevaert cho biết: “Đây là những gì bạn nhận được khi tiến hành cấy ghép tủy xương – bạn được cho là tế bào gốc của người khác. “Điều đó có những hạn chế bởi vì người đó không bao giờ hoàn toàn phù hợp với bạn, đó là lý do tại sao ghép tủy là một thủ thuật nghiêm trọng. Trong nhiều năm, chúng ta đã đặt ra câu hỏi: “Liệu chúng ta có thể làm cho các tế bào gốc máu từ những thứ khác thuộc về những bệnh nhân cần các tế bào gốc?”, Ông nói thêm. “Nghiên cứu này cho thấy cái nhìn đầu tiên của hy vọng” Tuy nhiên, vẫn còn một số cách để đi. “Họ đã tạo ra đủ để cấy một con chuột, nhưng nếu bạn muốn cấy ghép một con người hoặc thực sự sản xuất một lượng lớn các tế bào máu, bạn sẽ cần nhiều hơn rất nhiều – và do đó, tôi không có nghĩa là thậm chí 10 lần nữa, bạn sẽ cần 1.000, 100.000 tế bào “, Ghevaert nói. “Một trong những vấn đề lớn nhất trong quá trình này là quá trình sản xuất không phải là vấn đề kĩ thuật mà vấn đề giá thành, giá thành tạo ra một đơn vị máu có thể lên tới 1 triệu bảng Anh.” Đối với phương pháp thứ hai, được thực hiện trên chuột, Ghevaert thận trọng hơn. “Tôi đã thấy rất nhiều thứ rất tốt được thực hiện ở chuột mà sau đó không thể tiến hành ở người.”
Có ai cố gắng làm máu để truyền máu không?
Vâng, một số nhà nghiên cứu trên khắp thế giới đang cố gắng sản xuất các thành phần cụ thể của máu, bao gồm Ghevaert, người đã nghiên cứu sử dụng các tế bào gốc đa năng của con người để sản xuất tiểu cầu.
Máu trong phòng thí nghiệm có tốt hơn máu hiến tặng không?
Còn tuỳ. Máu được sử dụng trong truyền máu phải có đúng loại, phù hợp với nhóm máu của người nhận. Đối với hầu hết mọi người, việc truyền máu từ máu hiến sẽ tiếp tục là tiêu chuẩn – máu như vậy rẻ, sẵn có và an toàn.
Nhưng máu được sản xuất trong phòng thí nghiệm có thể có một số lợi ích. Ghevaert nói: “Lợi thế duy nhất của sản xuất tế bào máu trong phòng thí nghiệm là, ví dụ, để sản xuất các tế bào máu tương thích với những bệnh nhân khó truyền máu từ người cho.”
Ghevaert nói, máu sản xuất có thể là một lợi ích ở các nước đang phát triển. “Nếu bạn xem xét các nước có tỷ lệ HIV là 30%, và viêm gan B 60%, việc tìm kiếm máu an toàn là vô cùng khó khăn”, ông nói. “Sản xuất máu ở một quốc gia nơi mà bạn có các bệnh nhiễm virut đặc hữu làm cho lượng máu cung cấp cực kỳ không an toàn, điều này rất có ý nghĩa.”
Liệu tất cả những điều này có nghĩa là chúng ta không cần hiến máu thêm nữa?
Không. Người phát ngôn của NHS Blood and Transplant cho hay: “Sẽ mất một thời gian trước khi nghiên cứu này có thể các tế bào máu được sử dụng để điều trị. Các người hiến máu vẫn là một huyết mạch quan trọng cho bệnh nhân và sẽ vẫn như vậy trong nhiều năm tới.”
Bây giờ bạn có thể in các cơ quan bằng công nghệ in 3D. Trên thực tế, các cấu trúc buồng trứng có thể được in theo cách tương tự để tạo ra một buồng trứng giống thiết kế của buồng trứng thật. Một nghiên cứu được thực hiện tại Trường Y khoa Feinberg, Trường Kỹ thuật McCormick, thuộc Trường Đại học Northwestern, đã cho thấy buồng trứng chuột từ công nghệ in 3D có thể phục hồi sinh sản ở chuột. Kết quả nghiên cứu được công bố vào tuần trước trên tạp chí Nature Communications.
Hình. Buồng trứng và chuột được sinh ra từ chuột mẹ cấy buồng trứng nhân tạo từ công nghệ in 3D.
Làm thế nào buồng trứng in 3D có thể sinh sản
Buồng trứng của chuột cái được thay thế bằng buồng trứng in 3D. Chuột sau đó có thể rụng trứng và thậm chí sinh con. Chuột mẹ cũng có thể nuôi con. Các buồng trứng sinh lý được xây dựng với giàn giáo in 3D chứa trứng chuột chưa trưởng thành. Những buồng trứng này đã tăng sản xuất hoocmon và phục hồi khả năng sinh sản.
Tại sao nghiên cứu này là quan trọng
Nghiên cứu này chứng minh rằng buồng trứng in 3D có chức năng như buồng trứng bình thường. Nếu điều này thành công trên người, một bước tiến mới, không còn nhu cầu sử dụng xác chết lấy cơ quan để khôi phục các mô khỏe mạnh ở bệnh nhân. Đây là bước đột phá của các nhà khoa học y học tái tạo.
Tại sao nghiên cứu này độc đáo
Nghiên cứu này khác với nghiên cứu của các phòng thí nghiệm khác vì thiết kế của giàn giáo và vật liệu (mực in) được đánh giá cao. Vật liệu được làm từ gelatin, hydrogel sinh học được tạo ra với collagen an toàn để sử dụng ở người. Nhóm nghiên cứu biết rằng giàn giáo phải bao gồm vật liệu hữu cơ đủ rắn để được xử lý trong phẫu thuật và đủ xốp để tương tác với các mô cơ thể. Họ sử dụng một gelatin tự hỗ trợ và có khả năng xây dựng một vài lớp.
Không có nhà khoa học nào khác đã in gelatin như vậy với mức độ tự hỗ trợ này. Sự hỗ trợ này làm cho các nang trứng và tế bào trứng xung quanh tế bào trứng chưa trưởng thành có thể tồn tại trong buồng trứng. Tóm lại, đây là nghiên cứu đầu tiên cho thấy cấu trúc giàn giáo tạo ra sự khác biệt có ý nghĩa trong sự sống còn của nang trứng. Điều này sẽ không thể xảy ra nếu không có máy in 3D.
Phương pháp nghiên cứu cho con người
Mục tiêu chính của các nhà khoa học trong việc tạo ra buồng trứng là thay đổi hoocmon và khả năng sinh sản ở những phụ nữ đã từng trải qua các phương pháp điều trị ung thư và bây giờ sẽ gặp nguy cơ vô sinh cao hơn. Một số buồng trứng ung thư trẻ không có chức năng ở mức độ cao và việc sử dụng liệu pháp thay thế hormone là cần thiết để thúc đẩy tuổi dậy thì.
Giàn giáo được sử dụng trong nghiên cứu này nhằm mục đích mô tả cách thức mà buồng trứng hoạt động. Nó có thể phục vụ mục đích này từ tuổi dậy thì, vào tuổi trưởng thành, mãn kinh và hơn thế nữa.
Nếu NASA muốn gửi con người tới Hỏa tinh, có lẽ cũng quan trọng để đánh giá sự bất thường tinh trùng khi tồn tại trong điều kiện này. Nhưng không ai biết liệu các tế bào sinh sản có thể chịu được sự tàn phá của bức xạ gây tổn thương DNA trong không gian. Hiện tại, một nghiên cứu mới cho thấy rằng tinh trùng chuột được lưu trữ trong hơn 9 tháng trên Trạm Không gian Quốc tế (ISS) – nơi mà mức độ bức xạ cao hơn gấp 100 lần so với Trái đất – có thể sản sinh ra chuột con khỏe mạnh.
Steven Peck, nhà sinh vật học và nhà nghiên cứu sinh học tại Đại học Brigham Young ở Provo, Utah, nói: “Công việc này vô cùng quan trọng”.
Các nhà nghiên cứu dẫn đầu bởi Teruhiko Wakayama, một nhà sinh vật học tại Đại học Yamanashi ở Kofu, Nhật Bản, đã đưa tinh trùng đông khô từ 12 con chuột lên ISS vào năm 2013. Các phi hành gia đã đặt các mẫu trong tủ đá ở -95 ° C. Trên trái đất, nhóm nghiên cứu đã lưu trữ tinh trùng từ cùng một con chuột ở cùng nhiệt độ trong cùng một khoảng thời gian.
Khi các mẫu vật về không gian được đưa trở lại trái đất, Wakayama và các cộng sự của ông đã tìm kiếm dấu hiệu tổn thương DNA do bức xạ gây ra. Như dự kiến, tinh trùng của ISS tiếp xúc với các mức bức xạ vũ trụ cao hơn đã cho thấy ADN bị phân mảnh nhiều hơn tinh trùng ở trái đất
Nhưng khi các nhà khoa học bơm tinh trùng vào trứng chuột và cấy vào chuột mang thai hộ, họ đã thấy một điều ngạc nhiên. Khoảng 3 tuần sau, những con cái đã sinh ra 73 con, số lượng chuột con hình thành nhiều như họ mong đợi từ tinh trùng bình thường, nhóm nghiên cứu cho biết các kết quả trong Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia. Đó là lần đầu tiên thí nghiệm này được thực hiện đối với loài động vật có vú, Wakayama nói.
Wakayama và các đồng nghiệp của ông cho thấy những con chuột đẻ từ tinh trùng thử nghiệm là khỏe mạnh, và không có sự khác biệt đáng kể về gen giữa những chú chuột không gian và những người anh em của chúng ở trái đất. Nghiên cứu cho thấy DNA hư hỏng đã được sửa chữa sau khi thụ tinh, và nó không ảnh hưởng gì đến con cháu, nhóm nghiên cứu viết.
Đó là tin tốt lành không chỉ cho các chú chuột không gian, mà còn cho nhiều phi hành gia có thể trở thành cha mẹ sau khi du hành trong không gian.
Nghiên cứu mới đây cho thấy tiềm năng của tế bào gốc gân để cải thiện việc chữa bệnh và điều trị chấn thương gân cấp và bệnh gân mạn tính.Nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí The FASEB Journal cho thấy tế bào gốc gân có thể cải thiện đáng kể các bệnh về gân bằng cách điều hoà phản ứng viêm, góp phần làm lành vết thương và suy thoái chất nền mạn tính. Điều này có liên quan đến việc điều trị chấn thương gân cấp và bệnh gân dây chằng mạn tính.
Tiến sĩ Chang H. Lee, nhà nghiên cứu và trợ lý giáo sư tại Phòng thí nghiệm Kỹ thuật Tái tạo (Đại học Columbia, Trung tâm Y tế Irving, New York) cho biết: “Viêm giữ vai trò quan trọng trong chấn thương gân cấp tính và mạn tính). Các phát hiện của chúng tôi cho thấy một nền tảng quan trọng cho sự phát triển của một phương pháp điều trị mới có thể điều hoà phản ứng viêm gân, viêm dây chằng, đau cơ và các chấn thương dây chằng khác.”
Trong nghiên cứu của họ, Lee và các đồng nghiệp đã sử dụng cả mô hình in vitro tế bào người và trong các mô hình chuột vivo. Trong in vitro, các TSC sau khi phân lập được kích thích với các cytokine tiền viêm và sự biểu hiện của các gen tham gia vào quá trình điều trị viêm được đánh giá. Trong in vivo, các nhà nghiên cứu đánh giá các phản ứng viêm của TSCs, bao gồm sự thâm nhiễm các đại thực bào và biểu hiện các cytokine tiền viêm ở các thời điểm khác nhau. Các yếu tố tăng trưởng mô liên kết (CTGF) được sử dụng trong cả hai mô hình để kích thích vai trò chống viêm của TSCs. Các nhà nghiên cứu nhận thấy CTGF đã kích thích TSC tạo ra các cytokine chống viêm, do đó dẫn đến việc cải thiện gân, dây thần kinh và tái tạo chất nền.
Tiến sĩ Thoru Pederson, Tổng Biên tập tạp chí The FASEB Journal, cho biết: “Nhiều người dự đoán rằng việc chữa lành gân là liên quan đến viêm, nhưng các vai trò chống viêm của TSC có thể rất mạnh là một phát hiện nổi bật.”
Đọc thêm tại:
Solaiman Tarafder, Esther Chen, Yena Jun, Kristy Kao, Kun Hee Sim, Jungho Back, Francis Y. Lee, Chang H. Lee. Tendon stem/progenitor cells regulate inflammation in tendon healing via JNK and STAT3 signaling. The FASEB Journal, 2017; fj.201700071R
Các tế bào ung thư, giống như các tế bào gốc, có khả năng nhân lên vô thời hạn; yếu tố biểu sinh (epigenetic factor) BPTF có thể là một điểm yếu chung. Các nhà nghiên cứu đã xác định được một protein cần phải để tế bào gốc vú có thể thực hiện các chức năng bình thường của chúng. Khi các nhà nghiên cứu loại bỏ gen hoặc ức chế hóa học protein này, được gọi là BPTF, các tế bào gốc không còn duy trì trạng thái “tự làm mới” và bắt đầu mang đặc tính của tế bào vú biệt hoá, và chết sớm. Các tế bào ung thư vú có đặc điểm giống tế bào gốc, còn gọi là tế bào gốc ung thư vú có thể có cùng một điểm yếu.
Hình. Các nhà nghiên cứu thấy rằng BPFT giữ vai trò quan trọng trong việc duy trì tính gốc của tế bào gốc vú. Hình trái, mô vú bình thường; hình phải, chuột bị knockout gen BPTF làm giảm đáng kể tế bào gốc và cấu trúc ống tiết sữa.
Trong nhiều năm, các chuyên gia về ung thư đã nhận ra rằng các tế bào ung thư cư xử theo những cách nhất định như tế bào gốc, các tế bào không biệt hoá mà có thể bị biệt hoá khi tiếp xúc với các tín hiệu nhất định.
Khi một tế bào gốc biệt hoá, nó bắt đầu một con đường một chiều mà sẽ dẫn đến sự chuyên môn hóa của nó và cuối cùng cái chết của nó. Ví dụ, một tế bào gốc ở vú có thể trở thành tế bào ống, là một trong những “nhà máy sữa” của vú. Các tế bào này có tuổi thọ giới hạn. Các tế bào ung thư giống tế bào gốc nhưng chúng có thể biến thành các loại tế bào khác, mà dường như chúng đi theo hướng ngược lại: giữa ở trạng thái không biệt hoá và nhân lên liên tục.
Trợ lý Giáo sư Camila dos Santos của Phòng thí nghiệm Cold Spring Harbor (CSHL) đang nghiên cứu các tế bào gốc trong vú để tìm ra những thay đổi xảy ra khi các tế bào vú bình thường trở nên ung thư. Nhóm nghiên cứu do dos Santos dẫn đầu, phối hợp với Giáo sư Gregory Hannon của Viện Nghiên cứu Ung thư Anh, Viện Cambridge và Trợ lý Giáo sư William Pomerantz tại Đại học Minnesota đã xác định được một protein mà họ cho thấy phải có mặt để tế bào gốc vú thực hiện các chức năng bình thường của chúng.
Khi các nhà nghiên cứu loại bỏ gen hoặc ức chế hóa học protein, gọi là BPTF, các tế bào gốc không còn duy trì trạng thái “tự làm mới” và bắt đầu mang đặc tính của tế bào vú biệt hoá và sau đó sớm chết.
“Đó là điều rất thú vị đối với chúng tôi”, dos Santos nói, “bởi vì đó chính xác là những gì muốn thúc lái các tế bào ung thư vú. Chúng tôi muốn lấy đi các đặc tính giống tế bào gốc của chúng – đặc biệt là khả năng nhân lên vô thời hạn. Thử nghiệm ý tưởng này, một loại thuốc ức chế BPTF có tác dụng tương tự trong tế bào ung thư cũng như trong tế bào gốc – có thể làm chúng biệt hoá và sau đó chết.”
Khi nghiên cứu xem các tế bào bình thường thay đổi thành tế bào ung thư như thế nào, dos Santos và các nhà nghiên cứu ung thư khác chú ý đến biểu hiện gen. Mỗi tế bào trong vú, bao gồm các tế bào gốc, chứa bộ gen của con người.
Một cách để suy nghĩ về những gì gây nên sự khác biệt của một tế bào vú so với một tế bào tim, đó là mỗi loại tế bào biểu hiện những gen khác nhau.
Điều này cũng đúng trong mỗi cơ quan. Trong vú, ống dẫn được thiết kế để mang sữa trong khi mang thai và sau khi sinh bao gồm hai loại tế bào biệt hoá cao và một tế bào gốc mà có thể biệt hoá thành 2 tế bào kia. Mỗi loại tế bào khác nhau biểu hiện các nhóm gen khác nhau ở những thời điểm khác nhau trong suốt tuổi thọ của một cá thể.
Ống tạo thành ống sữa được tạo ra từ các tế bào ống; Chúng được bao quanh bởi một lớp mỏng tế bào được gọi là các tế bào niêm mạc cơ. Các thụ thể trên bề mặt của tế bào niêm mạc cơ được thiết kế để tương tác với một hoocmon, oxytocin, được giải phóng trong thời kỳ tiết sữa. Sự tương tác này tạo ra các tế bào niêm mạc cơ – trên lớp ngoài của cấu trúc ống dẫn – để co lại, ép các tế bào ống bên trong. Những tế bào ống này là các nhà máy sản xuất sữa.
Vai trò biểu sinh của BPTF trong việc biểu hiện và ức chế biểu hiện gen
BPTF, được Dos Santos và các đồng nghiệp xác định là cần thiết cho việc duy trì tế bào gốc vú, là một protein có chức năng rất chuyên biệt. Đó là những gì mà các nhà sinh vật học gọi là yếu tố tu sửa chromatin (chromatin remodeling).
Với rất nhiều DNA đã được sắp xếp vào một không gian nhỏ, xoắn chặt, nó là lý do việc biểu hiện gen cần phải nới lỏng, tháo xoắn để lộ đoạn DNA để phiên mã thành một phân tử RNA.
Theo dos Santos, “nó đã trở nên rõ ràng rằng việc mở xoắn hoặc thắt chặt chromatin, để lộ hoặc giấu gen trong nhiễm sắc thể của chúng ta, đóng vai trò quan trọng trong sự tiến triển của bệnh ung thư.
Nghiên cứu công bố ngày hôm nay cho thấy BPTF là một phần của một hệ thống quy định mở ra chromatin và thay đổi biểu hiện gen, đặc biệt là trong các tế bào gốc vú. Sự mở ra của nhiễm sắc thể này là yếu tố then chốt quyết định khả năng của tế bào gốc vẫn là “bất tử”.
Theo dos Santos, “Bây giờ chúng ta biết rằng các tế bào gốc vú rất phụ thuộc vào BPTF, nhiệm vụ tiếp theo của nó là khám phá liệu chúng ta có thể sử dụng sự phụ thuộc đó để nhắm tới những chương trình giống như tế bào gốc trong các tế bào ung thư vú”.
Đọc thêm tại:
Wesley D. Frey, Anisha Chaudhry, Priscila F. Slepicka, Adam M. Ouellette, Steven E. Kirberger, William C.K. Pomerantz, Gregory J. Hannon, Camila O. dos Santos. BPTF Maintains Chromatin Accessibility and the Self-Renewal Capacity of Mammary Gland Stem Cells. Stem Cell Reports, 2017; DOI: 10.1016/j.stemcr.2017.04.031
Các tế bào gốc vạn năng cảm ứng (IPSCs) có nhiều hứa hẹn trong y học tái tạo, y học cá thể và khám phá thuốc. Tuy nhiên, trong khi, những tế bào này có thể tránh những tranh cãi đạo đức liên quan đến tế bào gốc phôi thai, thì chúng có hạn chế mới là chúng có nguy cơ ung thư cao khi sử dụng do việc sử dụng oncogenes c-Myc và Lin28 trong quá trình cảm ứng. Điều này đã hạn chế lớm của chúng để sử dụng điều trị.
Các nghiên cứu trước đây đã chứng minh rằng thế hệ mới của IPSC có thể được tạo ra ngay khi tách c-Myc ra ngoài, nhưng cho đến bây giờ, một phương pháp không có sử dụng virut và không có oncogene đã được nghiên cứu thành công.
Một bài báo nghiên cứu mới của Alan B Moy và các cộng sự thuộc Viện Công nghệ Cellular (IA, USA) và Viện Nghiên cứu Y khoa John Paul II (IA, Hoa Kỳ) mô tả một phương pháp tiếp cận mới trong việc tạo ra IPSC nhằm giải quyết những vấn đề này. Bài báo ” Efficient method to create integration-free, virus-free, Myc and Lin28-free human induced pluripotent stem cells from adherent cells” đăng trong Tạp chí Future Science.
Cách tiếp cận của họ đã chứng minh được các nguyên bào sợi có thể được lập trình lại bằng cách sử dụng một sự kết hợp của các phân tử tái lập trình và vector episomal. Cách tiếp cận tổ hợp đã thành công, cho 100% các tập đoàn biểu hiện SSEA4.
Các nhà nghiên cứu lưu ý rằng “Phương pháp lập trình lại của chúng tôi cung cấp IPSC cho bệnh nhân và bệnh cụ thể để phát hiện thuốc và các ứng dụng y học cá thể, vì chúng có nguy cơ sinh u thấp do không có Lin28 và Myc”. “Phương pháp tái lập trình mở ra một con đường cho các liệu pháp tự thân và đồng loài đáp ứng các yêu cầu quy định.”
Nhóm nghiên cứu dự đoán rằng các IPSC không sử dụng virus và oncogene có thể thúc đẩy liệu pháp tế bào, chẩn đoán và y học cá thể. Hơn nữa, họ hình dung công nghệ này giúp giảm tỷ lệ thất bại trong thử nghiệm lâm sàng và cải thiện sự phát triển của thuốc.
Tham khảo: Anant Kamath et al, Efficient method to create integration-free, virus-free,and-free human induced pluripotent stem cells from adherent cells, Future Science OA (2017). DOI: 10.4155/fsoa-2017-0028
Bioquark sắp bắt đầu một thử nghiệm nhằm cố gắng đưa các bệnh nhân chết não trở lại cuộc sống bằng cách sử dụng các tế bào gốc. Tuy nhiên, nghiên cứu này đang gây ra nhiều câu hỏi khoa học và đạo đức cho các chuyên gia khác trong lĩnh vực này.
Về từ cõi chết
Các nhà nghiên cứu dường như đang đặt tầm nhìn của họ về các mục tiêu ngày càng cao khi nói đến cơ thể con người – từ việc cấy ghép đầu người đầu tiên trên thế giới, để chống lão hóa, và giờ đây là từ người đã chết hoàn toàn. Một công ty được gọi là Bioquark hy vọng sẽ mang lại cho những người đã được tuyên bố chết lâm sàng (chết não) có thể trở lại cuộc sống. Công ty công nghệ sinh học có trụ sở tại Philadelphia dự kiến sẽ bắt đầu dự án này vào cuối năm nay.
Cuộc thử nghiệm này ban đầu được dự định sẽ được tiến hành vào năm 2016 ở Ấn Độ, nhưng các nhà quản lý đã dừng lại. Trong kế hoạch mới này, khoảng 20 bệnh nhân sẽ trải qua các phương pháp điều trị khác nhau. Việc tiêm tế bào gốc sẽ đến trước tiên, với các tế bào gốc được phân lập từ máu hoặc mô mỡ của bệnh nhân. Tiếp theo, hỗn hợp protein được tiêm trực tiếp vào tủy sống, nhằm mục đích nuôi dưỡng sự phát triển của các neuron mới. Các liệu pháp laser và kích thích thần kinh theo sau 15 ngày, với mục đích thúc đẩy các neuron để kết nối. Trong khi đó, các nhà nghiên cứu sẽ giám sát cả hành vi và EEGs cho bất kỳ dấu hiệu của điều trị gây ra bất kỳ thay đổi nào.
Ý tưởng gây tranh cãi
Mặc dù có một số cơ sở khoa học cho từng bước trong quy trình, nhưng toàn bộ phác đồ đang được xem xét kỹ lưỡng. Kích thích điện của dây thần kinh đã được kiểm tra, nhưng hầu hết các bằng chứng tồn tại dưới dạng các nghiên cứu điển hình. Tiến sĩ Ed Cooper đã mô tả hàng chục trường hợp này, và chỉ ra rằng kỹ thuật này có thể có một số thành công hạn chế ở một số bệnh nhân ở trạng thái comas. Tuy nhiên, hôn mê và cái chết của não rất khác nhau, và quá trình của Bioquark đưa ra nhiều câu hỏi cho hầu hết các nhà nghiên cứu hơn là câu trả lời.
Một nhà nghiên cứu vấn đề đang nêu ra về nghiên cứu này được thông báo bằng văn bản. Làm thế nào để những người tham gia có thể chấp thuận được phép thử nghiệm, và làm thế nào các nhà nghiên cứu nên hoàn thành các thủ tục giấy tờ của họ – với điều kiện là những người tham gia hợp pháp đã chết – và làm thế nào mà sự chết não có thể được xác nhận? Điều gì sẽ xảy ra nếu hoạt động của não trở lại và trạng thái tinh thần của bệnh nhân sẽ như thế nào? Có thể làm bất cứ điều gì ngoài tổn thương não?
Theo báo cáo của Stat News, vào năm 2016, bác sĩ thần kinh học Arlington Lewis và nhà nghiên cứu sinh học Arthur Caplan đã viết trong Critical Care rằng cuộc thử nghiệm “không đáng tin cậy”, “không có nền tảng khoa học” và “có tính chất nghi vấn, và tồi tệ nhất, tồi tệ nhất, tồi tệ nhất. “Theo Stat News, mặc dù nghiên cứu của ông trước đây với sự kích thích điện của các dây thần kinh trung vị, Tiến sĩ Cooper cũng nghi ngờ phương pháp của Bioquark, và cảm thấy “không có cách nào mà kỹ thuật này có thể có tác dụng trên một người đã chết não. Kỹ thuật này, ông nói, dựa vào đó là một thân não chức năng – một trong những cấu trúc mà hầu hết các neuron vận động kết nối với vỏ não. Nếu không có dây thần kinh chức năng, thì nó không thể hoạt động.”
Bác sĩ phẫu thuật nhi Charles Cox, người không tham gia vào công trình của Bioquark, đồng ý với Cooper, bình luận với Stat News về quy trình đầy đủ của Bioquark, “đây không phải là điều điên rồ nhất mà tôi từng nghe, nhưng tôi nghĩ rằng xác suất thành công là Không. Tôi nghĩ rằng [người hồi sinh] về mặt kỹ thuật sẽ là một phép lạ.”
Mục sư vẫn còn lạc quan về quy trình của Bioquark. “Tôi cho chúng tôi một cơ hội tốt”, anh nói. “Tôi chỉ nghĩ rằng đó là một vấn đề đặt tất cả vào nhau và nhận được đúng người và đúng tâm trí trên đó.”
