Category: Tin tức

Các nhà nghiên cứu của Trung tâm Y tế thuộc trường Đại học Rochester đã phát hiện ra rằng mất tế bào gốc cơ (muscle stem cells) là động lực chính đằng sau sự suy giảm cơ ở tuổi già ở chuột. Phát hiện của họ thách thức lý thuyết phổ biến hiện nay rằng sự suy giảm cơ của tuổi tác chủ yếu là do mất neuron vận động. Các tác giả nghiên cứu hy vọng sẽ phát triển một loại thuốc hoặc liệu pháp có thể làm chậm sự mất tế bào gốc cơ và giảm cơ trong tương lai.

Ngay từ độ tuổi 30, kích thước và sức mạnh của cơ bắp của bạn bắt đầu giảm. Những thay đổi này rất tinh tế khi bắt đầu nhưng khi bạn qua tuổi 70 hoặc 80, sự suy giảm này có thể khiến bạn thấy rõ như yếu và phụ thuộc vào người khác thậm chí với những công việc hàng ngày đơn giản bạn cũng không thể tự làm được. Trong khi tốc độ suy giảm khác nhau từ người này sang người khác và có thể bị chậm lại do chế độ ăn kiêng và tập thể dục, nhưng hầu như không ai thoát khỏi sự suy giảm như là quy luật này.

Tác giả của nghiên cứu, Joe Chakkalakal, Ph.D., trợ lý giáo sư Chỉnh hình tại Trung tâm Nghiên cứu Cơ xương khớp tại URMC cho biết: “Ngay cả một vận động viên giỏi được đào tạo, những người có sức mạnh cơ tuyệt vời vẫn sẽ bị suy giảm theo tuổi tác.

Chakkalakal đã được khảo sát chính xác như thế nào mất cơ xảy ra ở chuột lão hóa để tìm ra cách con người có thể tránh nó.

Trong một nghiên cứu, xuất bản ngày hôm nay ở eLife, Chakkalakal và tác giả chính Wenxuan Liu, nghiên cứu sinh tại URMC, xác định vai trò mới cho tế bào gốc trong duy trì cơ bắp lâu dài. Tất cả người trưởng thành đều có một ổ tế bào gốc nằm trong mô cơ phản ứng với tập thể dục hoặc chấn thương – bổ sung các tế bào cơ mới để sửa chữa hoặc phát triển cơ. Mặc dù đã biết rằng các tế bào gốc cơ chết đi khi bạn già đi, nghiên cứu của Chakkalakal là người đầu tiên gợi ý rằng đây là yếu tố chính dẫn đến mất cơ.

Để hiểu rõ hơn về vai trò của tế bào gốc trong sự suy giảm cơ bắp do tuổi tác, Chakkalakal và nhóm nghiên cứu đã làm cạn kiệt các tế bào gốc cơ ở chuột mà không làm gián đoạn các tế bào thần kinh vận động, các tế bào thần kinh điều khiển cơ. Sự mất mát các tế bào gốc làm tăng sự suy giảm cơ ở chuột, bắt đầu sớm hơn thay vì ở tuổi già. Trong khi đó những con chuột bị biến đổi di truyền để ngăn ngừa sự mất mát tế bào gốc cơ thì duy trì cơ bắp khỏe mạnh dù lớn tuổi so với chuột đối chứng.

Đồng thời, Chakkalakal và nhóm của ông đã không tìm thấy bằng chứng để hỗ trợ tổn thương neuron vậb động ở chuột lão hóa. Theo lý thuyết, sự suy giảm cơ do tuổi tác chủ yếu là do các neuron động cơ chết hoặc mất kết nối với cơ, do đó làm cho các tế bào cơ bị teo và chết.

Chakkalakal cho biết: “Tôi nghĩ chúng tôi đã chứng minh được một cách chính thức rằng ngay cả đối với những người già, các tế bào gốc vẫn đang làm gì đó. “Chúng đóng vai trò quan trọng trong duy trì cơ bắp bình thường trong suốt cuộc đời.”

Chakkalakal đang xây dựng phát hiện này và tìm kiếm một thuốc mục tiêu cho phép ông duy trì ổ tế bào gốc cơ và ngăn chặn sự thoái hóa cơ bắp càng lâu càng tốt.

Đọc thêm: Wenxuan Liu et al. Loss of adult skeletal muscle stem cells drives age-related neuromuscular junction degeneration, eLife (2017). DOI: 10.7554/eLife.26464

#tếbàogốccơ #lãohoá #teocơ #mấtcơ

Nhóm nghiên cứu của Đại học Melbourne đã phát triển một phương pháp để phát triển các tế bào giác mạc trong phòng thí nghiệm có thể làm giảm nhu cầu về giác mạc của người hiến tặng và khôi phục thị lực cho hàng triệu người trên toàn thế giới.

Bệnh viêm giác mạc là một tình trạng mắt suy nhược dẫn đến mù lòa và hiện đang ảnh hưởng đến 10 triệu người trên toàn thế giới. Giải pháp duy nhất hiện có là cấy ghép giác mạc. Tuy nhiên, một phương pháp điều trị mới được phát triển bởi các nhà nghiên cứu tại Đại học Melbourne và Trung tâm Nghiên cứu Mắt Australia (CERA) có thể một ngày nào đó sẽ loại bỏ được nhu cầu về giác mạc của các người hiến tặng và giảm nguy cơ bị thải loại mảnh ghép. Tiến sĩ Berkay Ozcelik đã phát triển tấm phim hydrogel tổng hợp. Trong suốt và mỏng hơn tóc người, tấm phim cho phép tế bào biểu bì giác mạc phát triển trên bề mặt của nó. Sau đó, nó được cấy ghép qua một vết cắt nhỏ trong giác mạc và tấm phim sẽ phân huỷ trong hai tháng. Ozcelik và đồng nghiệp của ông đã phát triển các tế bào trên phim và cấy ghép thành công vào mắt của cừu để khôi phục thị lực. Với sự may mắn và nguồn tài chính đầy đủ, họ hy vọng sẽ bắt đầu thử nghiệm trên người vào năm 2018-19, điều này có thể dẫn đến việc điều trị được công bố rộng rãi vào năm 2022. Điều thực sự thúc đẩy tôi là tiềm năng giúp đỡ hàng triệu người trên toàn thế giới và mang lại cho họ một chất lượng cuộc sống tốt hơn.

Phát triển tế bào giác mạc trong phòng thí nghiệm

Giác mạc là một lớp rất mỏng, trong suốt ở phía trước của mắt. Để giữ được chức năng và trong suốt, nó vẫn phải là những tế bào mỏng đặc biệt được biết đến như là các tế bào nội mô giác mạc có vai trò bơm nước ra khỏi giác mạc. Tuy nhiên, thương tích, lão hóa và bệnh tật có thể làm giảm số lượng tế bào này, làm cho giác mạc dày lên và mất đi sự trong suốt của nó, cuối cùng dẫn đến chứng mù.

Cấy ghép giác mạc có nhiều khó khăn. Ozcelik nói: “Rất khó để cấy ghép giác mạc trở lại bệnh nhân vì lớp tế bào rất mỏng manh. Hệ thống miễn dịch của bệnh nhân cũng có thể nhận biết và loại bỏ mô này, điều này có nghĩa là bệnh nhân phải dùng thuốc chống thải loại mảnh ghép như steroid trong suốt quãng đời còn lại.

Phó giáo sư Mark Daniell, bác sĩ phẫu thuật nhãn khoa tại CERA, nói: “Khoảng 1/3 số ca cấy ghép giác mạc bị thải loại và phải được thay thế.” Nhận được giác mạc của người hiến tặng cũng là một vấn đề lớn ở nhiều nơi trên thế giới, đặc biệt là Trung Quốc, Nhật Bản, Nga và Ấn Độ. Một giác mạc được làm bằng công nghệ mô sẽ vượt qua được vấn đề của sự thiếu hụt các nhà tài trợ và kể cả việc thải loại mảnh ghép giác mạc. Daniell đã từng là một thành viên của nhóm nghiên cứu đang phát triển các tế bào giác mạc trong phòng thí nghiệm, nhưng ông cần một cái giàn giáo tổng hợp có thể cấy vào mắt. Ông tiếp cận Greg Qiao, giáo sư về hóa học và kỹ thuật vĩ mô của Đại học Melbourne, và nghiên cứu sinh tiến sĩ Ozcelik. “Berkay đã phát triển rất nhiều chất nền tiềm năng để phát triển tế bào và sử dụng như một cái giàn giáo”, Daniell nói. “Ông đã đưa ra công thức cuối cùng này là vô cùng hữu ích cho chúng tôi. Chúng ta có một cái gì đó mà các tế bào muốn phát triển và chúng ta có thể sử dụng trong quá trình phẫu thuật. ” Cứu thị lực cho hàng triệu người

Ozcelik cho biết nhóm của ông có một mục đích cuối cùng không chỉ đơn giản là cải thiện tỷ lệ thành công của việc cấy ghép: “Chúng tôi có hai mục đích với công việc này: chúng tôi muốn loại bỏ nhu cầu về mô người hiến và chúng tôi muốn giảm thiểu sự thiếu hụt nguồn hiến tặng.” Thứ nhất – nếu còn đủ tế bào nội mô giác mạc còn sống trong mắt của chính bệnh nhân – chúng có thể được thu nhận và nuôi trong phòng thí nghiệm để cấy ghép lại vào mắt. Nếu điều này thành công, nó có thể loại bỏ được vấn đề thải loại mảnh ghép và giảm nhu cầu về giác mạc của người hiến tặng. Tuy nhiên, một số bệnh nhân có thể không có đủ tế bào giác mạc còn sống trước khi điều trị. Trong trường hợp đó, bệnh nhân vẫn cần các tế bào hiến, nhưng nếu các nhà nghiên cứu có thể nuôi chúng trong phòng thí nghiệm và phát triển chúng trên phim, thì một mô giác mạc người hiến tặng có thể sử dụng cho nhiều người.” Ozcelik nói: “Hiện tại bạn đang ghép một giác mạc từ một người hiến tặng cho một bệnh nhân. Tuy nhiên, với khả năng nuôi cấy các tế bào này trên màng tổng hợp, chúng ta có thể tăng cường sử dụng các chất liệu của người hiến tặng. Do đó, thay vì một người hiến tặng cho một bệnh nhân, chúng ta có thể làm một người hiến tặng cho 20 bệnh nhân. “

Nhìn về tương lai, Ozcelik nói rằng những loại phim tương tự cũng có thể được sử dụng để phát triển các loại tế bào khác trong phòng thí nghiệm như tế bào da để cấy ghép.

#thịlực #giácmạc #tếbàogốcgiácmạc

Các nhà khoa học tại Indonesia – một tâm dịch COVID-19 của châu Á đã thực hiện một nghiên cứu lâm sàng sử dụng tế bào gốc trung mô dây rốn (UCMSC) để tiêm tĩnh mạch như một liệu pháp hỗ trợ điều trị cho bệnh nhân COVID-19 có diễn tiến nặng, và kết quả cho thấy đây là một liệu pháp “có tiềm năng” cho các bệnh nhân mắc COVD-19 nặng, giúp tăng tỉ lệ sống sót cao hơn đáng kể so với nhóm bệnh nhân không dùng UCMSC.

Được ghi nhận đầu tiên vào cuối năm 2019 đến hiện nay năm 2021, virus SARS CoV-2 đã tạo ra một đại dịch nghiêm trọng trên khắp thế giới. Virus không ngừng biến đổi và lan rộng, số ca nhiễm bệnh và tử vong do COVID-19 liên tục tăng, cuộc đua điều chế vaccine – được xem là cách tốt nhất để kiểm soát đại dịch đang cho thấy nhiều tín hiệu tích cực. Ngày càng có nhiều loại vaccine được đưa vào tiêm chủng rộng rãi, đồng thời nhiều loại vaccine khác đang được thử nghiệm lâm sàng ở giai đoạn 3, mang đến cho chúng ta một viễn cảnh tươi đẹp hơn trong một bức tranh có phần ảm đảm trong hơn 2 năm qua. Tuy nhiên các vaccine hiện đang sử dụng cũng bộc lộ một số nhược điểm như người đã tiêm đủ liều như khuyến cáo vẫn có thể nhiễm bệnh và lây nhiễm cho người khác. Trong tình hình đó, việc chống lại sự lây nhiễm có thể không phải là cách khả dĩ trong bối cảnh càng có nhiều các nhà khoa học ủng hộ luận điểm chúng ta sẽ chung sống với virus này mãi về sau, cho đến khi nó trở nên yếu hơn và ít gây tử vong hơn. Do đó việc tìm kiếm nhiều phương pháp khác nhau là cần thiết để nhằm giảm số ca trở nặng hay chí ít là để bệnh nhân COVID-19 đang diễn tiến nặng có nhiều khả năng vượt qua cơn nguy kịch hơn.

Gần đây trong một nghiên cứu lâm sàng tại 4 bệnh viện ở thủ đô Jakarta, Indonesia, nơi đang phải gánh chịu những hậu quả nặng nề do COVID-19 mang lại, là một trong những điểm nóng về số ca mắc và tử vong do COVID-19 tại châu Á, các nhà khoa học đã sử dụng một liệu pháp mới trong hỗ trợ điều trị các ca bệnh COVID-19 diễn biến nặng. Theo đó, tế bào gốc trung mô dây rốn đã được sử dụng như một biện pháp hỗ trợ điều trị. Nghiên cứu được tiến hành trên 40 bệnh nhân mắc COVID-19 nặng được chia ngẫu nhiên thành 2 nhóm: nhóm 1 gồm 20 bệnh nhân được truyền các tế bào UCMSC theo đường tĩnh mạch với liều 10^6 tế bào/kg trọng lượng cơ thể trong 100mL nước muối sinh lý (NaCl 0,9%), nhóm 2 (nhóm đối chứng) gồm 20 bệnh nhân được truyền chỉ 100mL nước muối sinh lý như nhóm 1 và không chứa UCMSC. Ngoài ra tất cả 40 bệnh nhân trên đều được điều trị như nhau với các phương pháp thường quy khác, điều kiện này để đảm bảo việc so sánh công bằng, khách quan về tỉ lệ sống sót hoặc tử vong giữa 2 nhóm trên là có sự tác động của việc dùng hay không dùng UCMSC trong điều trị, chứ không phải do các điều kiện hay nhân tố khác. Kết quả về tỉ lệ sống sót cho thấy sau nỗ lực điều trị thì nhóm 1 có 10 người sống sót, cao gấp 2,5 lần so với nhóm 2, chỉ có 4 người sống sót. Trong số đó, riêng nhóm những bệnh nhân có bệnh nền đi kèm nếu điều trị bằng UCMSC (nhóm 1) giúp tăng tỉ lệ sống thêm 4,5 lần so với không sử dụng hỗ trợ UCMSC (nhóm 2). Tất cả các bệnh nhân sử dụng UCMSC (được trộn với nước muối sinh lý để tiêm) đều không ghi nhận tác dụng phụ nào so với nhóm 2 không dùng UCMSC (chỉ sử dụng nước muối sinh lý để tiêm), so sánh này nhằm loại trừ tác dụng phụ nếu có của nước muối sinh lý đối với cơ thể bệnh nhân và nhằm chứng minh UCMSC an toàn trong tiêm truyền. Cơ sở khoa học của cách thức điều trị dùng UCMSC này xuất phát từ tính điều biến miễn dịch, giảm viêm của các tế bào gốc trung mô đối với cơ thể. Tuy nhiên cỡ mẫu của nghiên cứu này còn tương đối nhỏ nên cần thêm các nghiên cứu sâu rộng hơn để tìm ra cách sử dụng UCMSC hiệu quả nhất trong điều trị cho bệnh nhân COVID-19 nặng.

Từ kết quả khả quan của nghiên cứu trên trong một nỗ lực nhằm cứu sống các bệnh nhân COVID-19 diễn tiến nặng, các tế bào gốc trung mô dây rốn nhỏ bé lại một lần nữa bộc lộ tiềm năng to lớn trong các vấn đề y tế mang tính khó khăn, phức tạp và thời sự. Điều này khiến chúng ta suy nghĩ về tiềm năng tự chữa lành của cơ thể trước những bệnh tật, phải chăng cơ thể chúng ta có đầy đủ khả năng chống lại mọi căn bệnh tưởng chừng không thể hoặc khó khăn trong điều trị, những khá năng đó đang nằm sâu trong cơ thể mỗi chúng ta, ẩn giấu trong chiếc chìa khóa tế bào gốc, đang chờ chúng ta từng bước khám phá.

Phan Tuấn Kiệt – Viện Tế Bào Gốc, ĐH KHTN, ĐHQG-HCM

Tổng hợp và lược dịch từ nghiên cứu: Ismail Hadisoebroto Dilogo, Dita Aditianingsih, Adhrie Sugiarto, Erlina Burhan, Triya Damayanti, Pompini Agustina Sitompul, Nina Mariana, Radiana D. Antarianto, Isabella Kurnia Liem, Tera Kispa, Fajar Mujadid, Novialdi Novialdi, Evah Luviah, Tri Kurniawati, Andri M.T. Lubis and Dina Rahmatika. Umbilical cord mesenchymal stromal cells as critical COVID-19 adjuvant therapy: A randomized controlled trial. HUMAN CLINICAL ARTICLE, Vol 10, issue 9 | https://doi.org/10.1002/sctm.21-0046

Các nhà khoa học tại Bệnh viện Đại học Y khoa Quảng Châu, Trung Quốc vừa công bố kết quả trong việc biệt hóa ngược các tế bào gốc vạn năng cảm ứng thành cấu trúc giống phôi nang của người. Nghiên cứu này sẽ là cơ sở để tiếp tục các nghiên cứu về sự bất thường trong trong quá trình làm tổ sớm của phôi gây ra bởi các khuyết tật phát triển ở giai đoạn đầu của phôi. Nghiên cứu được đăng trên tạp chí Nature vào ngày 7/9/2021.

Phôi nang bao gồm ba dòng tế bào đầu tiên của phôi: lá nuôi phôi (trophectoderm), ngoại bì và nội bì nguyên thủy, tất cả đều cần thiết cho sự phát triển sớm và hình thành cơ quan. Trong đó, lá nuôi phôi là biểu mô đầu tiên xuất hiện trong quá trình phát sinh phôi của động vật có vú, tạo nên thành ngoài của phôi nang. Lớp tế bào này xuất hiện đồng thời với dịch phôi bào khi phôi dâu phát triển thành phôi nang và thường chỉ có thể thu nhận từ phôi thai, và quan trọng hơn là lớp tế bào này không thể biệt hóa được từ các tế bào gốc vạn năng.

Những lo ngại về đạo đức và việc tiếp cận với phôi nang người bị hạn chế, vì điều này nên cho đến thời điểm hiện tại, những hiểu biết về quá trình hình thành phôi sớm ở người vẫn còn nhiều khiếm khuyết. Để giải quyết điều này, các nhà khoa học cần có một mô hình đáng tin cậy mô phỏng lại các giai đoạn đầu của quá trình hình thành phôi thai người. Nhóm nghiên cứu của Yong Fan và các cộng sự tại Bệnh viện Đại học Y khoa Quảng Châu; Bệnh viện Đại học Bắc Kinh; Đại học Mỏ và Công nghệ Trung Quốc; Đại học Khoa học và Công nghệ Côn Minh (Trung Quốc); Đại học Khoa học và Công nghệ (Vương quốc Ả Rập Xê Út), đã phát triển một quy trình cảm ứng ba chiều (3D). Quy trình này chỉ gồm hai bước để tạo ra các cấu trúc giống như phôi bào (EPS-blastoid) từ các tế bào gốc đa năng (EPS). Các phân tích về hình thái và hệ phiên mã (transcriptome) cho thấy rằng EPS-blastoid chứa các dòng tế đầu tiên của phôi và tương tự với phôi nang tự nhiên.

Trong quy trình cụ thể, nhóm của Yong Fan đã cảm ứng các tế bào gốc vạn năng cảm ứng (iPSC) thành các tế bào vạn năng mở rộng (EPS). Tiếp theo, các nhà nghiên cứu đã xử lý EPS với protein BMP4 để tạo ra các tế bào giống lá nuôi phôi. Trong giai đoạn từ ngày 1 đến ngày 5 cảm ứng với protein BMP4, các gen của ngoại phôi bì giảm dần biểu hiện trong khi các gen liên quan đến lá nuôi phôi tăng biểu hiện. Ở ngày thứ 2 các tế bào được cảm ứng với protein BMP4 đã bắt đầu phân cực giống hình thái của các tế bào lá nuôi phôi thực sự. Ở bước tiếp theo, nhóm nghiên cứu đã trộn các tế bào EPS với các tế bào giống lá nuôi phôi vừa thu được theo tỉ lệ từ 1:4–1:5. Sau khoảng từ 5 đến 6 ngày đồng nuôi cấy, cấu trúc giống phôi nang blastoid được hình thành (Hình 1).

Sau 24 giờ đầu tiên của quá trình đồng nuôi cấy, hỗn hợp các tế bào có liên kết lỏng lẻo đã bắt đầu liên kết chặt lại. Từ ngày thứ 4 phối trộn hai dòng tế bào, các khoang nhỏ đặc trưng cho phôi nang bắt đầu hình thành. Các khoang này lớn dần và rõ ràng hơn vào ngày 5 đến ngày 6. Về mặt hình thái, những phôi bào người này tương tự như phôi nang người tự nhiên ở ngày phôi thứ 6 (Hình 2).

Theo nhóm nghiên cứu của TS. Yong Fan, họ đã phát triển thành công mô hình giả lập sự phát triển phôi bào của người và mô hình này có thể được tạo ra với số lượng lớn. Kết quả của công trình này tạo điều kiện thuận lợi cho việc nghiên cứu những khiếm khuyết trong quá trình làm tổ của phôi sớm gây nên các hiện tượng sảy thai và khuyết tật ở trẻ sơ sinh; đồng thời thúc đẩy nghiên cứu sự biệt hóa của tế bào gốc trong giai đoạn làm tổ của phôi. Ngoài ra, EPS-blastoid đem đến nguồn mẫu vô tận để nghiên cứu về quá trình phát triển phôi cũng như các thành phần ngoài phôi mà trước đó không thể thực hiện được trên các dòng tế bào gốc vạn năng.

ThS. Trương Châu Nhật – Viện Tế bào gốc, Trường Đại học Khoa học tự nhiên, VNU-HCM

Tham khảo:

Fan, Y., Z. Min, S. Alsolami, Z. Ma, E. Zhang, W. Chen, K. Zhong, W. Pei, X. Kang, P. Zhang, Y. Wang, Y. Zhang, L. Zhan, H. Zhu, C. An, R. Li, J. Qiao, T. Tan, M. Li and Y. Yu (2021). “Generation of human blastocyst-like structures from pluripotent stem cells.” Cell Discov 7(1): 81.

Tin lược dịch từ nguồn: https://www.nature.com/articles/s41421-021-00316-8

Ti thể là một loại bào quan phức tạp chứa các con đường thiết yếu liên quan đến chuyển hóa năng lượng, cân bằng nội môi ion, truyền tín hiệu và quá trình apoptosis. Với hơn 330 gen bệnh ti thể khác nhau được xác định, việc mô hình hóa tất cả các gen và đột biến riêng biệt liên quan đến bệnh ti thể là vô cùng cần thiết. Cho đến nay, mặc dù có một số lựa chọn điều trị đầy hứa hẹn, nhưng vẫn không có phương pháp điều trị nào được xác nhận về mặt lâm sàng đối với các bệnh về ty thể. Với sự thiếu hụt của các mô hình có thể áp dụng các phương pháp tiếp cận lâm sàng, các mô hình tế bào gốc đa năng ở người (hPSC) về bệnh ti thể cung cấp một giải pháp thay thế đầy hứa hẹn như một nền tảng khám phá thuốc.

Không chỉ đơn thuần là “nhà máy năng lượng của tế bào”, ti thể còn xử lý các quá trình sinh hóa cực kỳ quan trọng bao gồm tín hiệu tế bào, quá trình apoptosis, cân bằng nội môi canxi…Các bệnh về ti thể làm gián đoạn quá trình sản xuất năng lượng của tế bào và là một trong những nhóm rối loạn di truyền phức tạp nhất, chúng không đồng nhất về mặt lâm sàng và di truyền, thường ảnh hưởng đến các loại tế bào có nhu cầu năng lượng cao ở não, tim và thận. Các bệnh về ti thể được phân loại là các rối loạn sản sinh năng lượng ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến việc sản xuất ATP thông qua hệ thống phosphoryl hóa oxy hóa (OXPHOS). Các bệnh liên quan đến ti thể có thể là kết quả của các đột biến trong DNA ở nhân tế bào (nDNA) hoặc DNA ở ti thể (mtDNA). Ngoài ra, kiểu hình của bệnh không đồng nhất và đặc trưng theo từng mô, gây khó khăn cho việc chẩn đoán và nghiên cứu. Việc mô hình hóa các rối loạn này là một thách thức vì nhiều mô hình bệnh ti thể trên động vật không tương đồng hoàn toàn với kiểu hình ở người cho các gen bệnh đã biết. Ngoài ra, việc tiếp cận với các loại tế bào hoặc mô liên quan đến bệnh từ bệnh nhân thường bị hạn chế. Để khắc phục những khó khăn này, nhiều nhóm nghiên cứu đã chuyển sang sử dụng tế bào gốc vạn năng của người (hPSC) để tạo mô hình bệnh ti thể cho cả nDNA và mtDNA. Tận dụng khả năng của hPSC để biệt hoá thành các loại tế bào có liên quan về mặt lâm sàng, các mô hình này cho phép nghiên cứu chi tiết về các cơ chế gây bệnh và xây dựng phác đồ điều trị đầy hứa hẹn.

Tế bào gốc vạn năng có khả năng tạo ra các tế bào từ cả ba lớp mầm và tự làm mới vô thời hạn (Hình 1). Tế bào gốc vạn năng của người (hPSC) có thể được tạo ra từ khối tế bào bên trong của phôi nang, được gọi là tế bào gốc phôi người (hESC), hoặc bằng cách tái lập trình các tế bào soma, thường là nguyên bào sợi hoặc tế bào đơn nhân máu ngoại vi (PBMC), để tạo ra các tế bào gốc vạn năng cảm ứng (iPSC). Cả hai dạng hPSC đều có khả năng tự đổi mới vô thời hạn và có thể biệt hóa thành ba lớp mầm sơ cấp. Chính khả năng biệt hoá này làm cho hPSC phù hợp để mô hình hóa vô số hệ thống bị ảnh hưởng bởi các bệnh liên quan đến ti thể.

Mô hình hPSC đối với các bệnh ti thể có thể được tạo ra bằng cách tái lập trình các tế bào soma thành iPSC và sử dụng các phương pháp tiếp cận chỉnh sửa gen (ví dụ, CRISPR-Cas9).

Việc tái lập trình các tế bào soma để tạo thành iPSC có thể được thực hiện bằng cách sử dụng các công nghệ: véc-tơ virus tích hợp như retrovirus và lentivirus, virus không tích hợp như virus Sendai, vectơ từng đoạn và ARN biến đổi (modRNA).

Việc chỉnh sửa gen bằng CRISPR-Cas9 có thể được thực hiện sau khi tái lập trình, thực hiện đồng thời hoặc trước khi tái lập trình hay thực hiện trên hPSC để tạo ra các dòng đột biến. Rất nhiều nghiên cứu đã tiết lộ rằng hệ thống CRISPR-Cas9 có thể được sử dụng để lập trình lại các tế bào soma thành iPSC và sửa đổi các tế bào vạn năng về mặt di truyền. Tế bào soma được phân lập từ một bệnh nhân mang đột biến được lập trình lại thành iPSC bằng cách chuyển gen thông qua vectơ virus hoặc các dạng vectơ khác. Các iPSC sau đó được biến đổi gen để sửa chữa đột biến bằng công nghệ CRISPR-Cas9. Các iPSC đã hiệu chỉnh được tăng sinh và cảm ứng biệt hóa thành các tế bào đích. Cuối cùng, các tế bào được truyền vào lại bệnh nhân để điều chỉnh tình trạng bệnh.

Các mô hình bệnh ti thể trên hPSC cung cấp một hệ thống để nghiên cứu các cơ chế gây bệnh liên quan đến gen hoặc đột biến trên các mô liên quan đến kiểu hình lâm sàng. Một loạt các nghiên cứu đã sử dụng mô hình này để tạo ra các loại tế bào có liên quan bệnh về ti thể nhằm điều tra các khiếm khuyết cụ thể của mô hoặc để sàng lọc các phương pháp điều trị tiềm năng cho các bệnh thuộc nhóm này như hội chứng Barth, bệnh Parkinson, hội chứng PEO và Alpers, hội chứng cạn kiệt mtDNA, hội chứng Leigh.

Nguyễn Thị Hiền Trang – Viện Tế bào gốc, Trường Đại học khoa học tự nhiên, VNU-HCM

Tin lược dịch từ nguồn: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8306397/

Ánh sáng xanh đang giúp mở ra những hiểu biết mới về con đường tín hiệu quan trọng trong quá trình phát triển phôi, duy trì mô và nguồn gốc ung thư. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Illinois Urbana-Champaign đã phát triển một phương pháp sử dụng ánh sáng xanh để kích hoạt đường truyền tín hiệu Wnt ở phôi ếch. Nhóm nghiên cứu cho biết, các con đường tín hiệu này có nhiều vai trò khác nhau đối với sự phát triển của động vật và con người, và khả năng điều chỉnh nó bằng ánh sáng sẽ cho phép các nhà nghiên cứu nghiên cứu tốt hơn các chức năng khác nhau của con đường tín hiệu này.

Con đường Wnt được kích hoạt bởi thụ thể trên bề mặt tế bào, kích hoạt phản ứng dây chuyền trong tế bào. GS. Zhang, người dẫn đầu nhóm nghiên cứu cho biết, quá nhiều hoặc quá ít tín hiệu đều có thể gây tác động có hại, khiến việc nghiên cứu con đường tín hiệu này gặp khó khăn khi phải sử dụng các kỹ thuật thông thường để kích thích các thụ thể trên bề mặt tế bào.

“Trong quá trình phát triển phôi thai, Wnt điều chỉnh sự phát triển của nhiều cơ quan như đầu, tủy sống và mắt. Tín hiệu Wnt cũng duy trì tế bào gốc trong nhiều mô ở người trưởng thành: Trong khi tín hiệu Wnt không đủ mạnh dẫn đến việc sửa chữa mô không thành công, tín hiệu Wnt tăng cao có thể dẫn đến ung thư. GS. Zang cho hay rất khó đạt được sự cân bằng cần thiết với các phương pháp tiếp cận tiêu chuẩn để điều chỉnh các con đường như vậy, chẳng hạn như kích thích hóa học. Để giải quyết vấn đề này, các nhà nghiên cứu đã thiết kế protein thụ thể để phản ứng với ánh sáng xanh. Với cách tiếp cận này, họ có thể tinh chỉnh mức Wnt bằng cách điều chỉnh cường độ và thời lượng của ánh sáng.

“Ánh sáng như một chiến lược điều trị đã được sử dụng trong liệu pháp quang động, với ưu điểm là tính tương thích sinh học cao và không có tác dụng phụ ở vùng tiếp xúc. Tuy nhiên, hầu hết các liệu pháp quang động thường sử dụng ánh sáng để tạo ra các hóa chất năng lượng cao – ví dụ, các loại oxy phản ứng – mà không phân biệt giữa các mô bình thường và mô bệnh, nên không thể nhắm đích trong điều trị” Zhang nói. “Trong công trình nghiên cứu của mình, chúng tôi đã chứng minh rằng ánh sáng xanh có thể kích hoạt một đường truyền tín hiệu trong các khoang cơ thể khác nhau của phôi ếch. Chúng tôi hình dung rằng một sự kích thích được xác định về mặt không gian đối với các chức năng của tế bào có thể giảm thiểu những tác dụng phụ không mong muốn.”

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng kỹ thuật kích thích ánh sáng xanh để thúc đẩy sự phát triển tủy sống và đầu trong phôi ếch. Họ cho rằng kỹ thuật này cũng có thể được áp dụng cho các thụ thể trên màng khác, khắc phục tình trạng trở ngại trong việc kích thích trúng đích các thụ thể mục tiêu như trước đây, cũng như các động vật khác có chung con đường Wnt, cho phép hiểu rõ hơn về cách những con đường này kiểm soát sự phát triển – và điều gì sẽ xảy ra khi chúng kết thúc – hoặc không được kích thích.

Các nhà nghiên cứu cũng hy vọng kỹ thuật dựa trên ánh sáng xanh dùng để nghiên cứu con đường tín hiệu Wnt có thể giúp hiểu rõ quá trình sửa chữa mô và nghiên cứu ung thư trên người. Bởi vì ung thư thường liên quan đến tín hiệu được kích hoạt quá mức, bằng cách sử dụng một chất có vai trò là yếu tố kích thích Wnt, đồng thời chất này có tính chất nhạy cảm với ánh sáng xanh, thông qua đó có thể kích hoạt Wnt một cách có kiểm soát để nghiên cứu sự tiến triển của ung thư trong các tế bào sống. Từ đó có thể xác định ngưỡng tín hiệu có thể biến đổi một tế bào bình thường thành một tế bào ung thư, cung cấp dữ liệu cho sự phát triển liệu pháp cụ thể theo mục tiêu trong y học chính xác trong tương lai.”

Nguyễn Trường Sinh – Viện Tế bào gốc, ĐH KHTN, ĐHQG Tp HCM

Tài liệu tham khảo: “Optogenetic Control of the Canonical Wnt Signaling Pathway During Xenopus laevis Embryonic Development” by Vishnu V. Krishnamurthy, Hyojeong Hwang, Jia Fu, Jing Yang and Kai Zhang, 19 May 2021, Journal of Molecular Biology. DOI: 10.1016/j.jmb.2021.167050

Tin lược dịch từ: https://scitechdaily.com/blue-light-can-trigger-key-signaling-pathway-for-embryonic-development-and-cancer-genesis/