Lập trình tế bào da thành tế bào não

Tại Viện Nghiên cứu Gladstone (Mỹ) sự thành công của phương pháp tái lập trình tế bào đã mở ra nhiều tiềm năng ứng dụng mới và hứa hẹn sẽ giúp các nhà khoa học tạo ra nhiều loại tế bào mô khác nhau đơn giản chỉ từ tế bào da.

Bất thường gen hiếm gặp gây bệnh già trước tuổi.

Thay vì sử dụng các tế bào gốc để phát triển thành các tế bào thuộc các cơ quan khác nhau trong cơ thể, giới khoa học giờ đây đã có thể tái lập trình cho các tế bào da để biến chúng thành những loại tế bào khác nhau, trong đó có tế bào não - một trong những loại tế bào có cấu trúc phức tạp và quan trọng trong cơ thể. Tiến xa hơn, nghiên cứu này sẽ góp phần ứng dụng trong việc điều trị các dạng bệnh do thoái hóa chức năng tế bào não bộ, bao gồm chứng bệnh Alzheimer, chứng suy giảm hay mất trí nhớ ở người cao tuổi.

Tại Phòng thí nghiệm ở Gladstone, Mỹ, GS.TS. Yadong Huang - người trực tiếp tham gia quá trình tái lập trình tế bào da thành tế bào não cho biết, họ đã đưa các gen đơn lẻ có tên gọi Sox 2 vào trong tế bào da của những con chuột thí nghiệm và tế bào da của con người. Trong vòng vài ngày, các gen này bắt đầu kích thích quá trình tái lập trình cấu trúc các tế bào da và biến chúng trở thành các tế bào gốc tạo nên tế bào não ở giai đoạn nguyên sơ. Chúng được gọi là các tế bào gốc thần kinh (neural stem cells – iNCs). Ở giai đoạn tiếp theo, các tế bào iNSCs tiếp tục phát triển và đổi mới, chúng nhanh chóng trở thành các tế bào não trưởng thành và có khả năng truyền nhận tín hiệu điện não. Chỉ trong vòng một tháng, các tế bào não trưởng thành phát triển thành một hệ thống các tế bào giống như cấu trúc truyền nhận tín hiệu trong não.

Nghiên cứu này của Viện Nghiên cứu Gladstone đã được thử nghiệm thành công và tạo ra nhiều tế bào não trong phòng thí nghiệm nhằm phục vụ cho mục đích thử nghiệm thuốc, qua đó tìm ra những loại thuốc có ảnh hưởng tới hệ thần kinh của con người. Các nhà khoa học tại Trường đại học California, San Francisco (Mỹ) đánh giá cao thành quả nghiên cứu này, không chỉ bởi giá trị ứng dụng trong y học mà nó mang lại, mà còn ở tính khả thi cao, do việc phát triển tế bào não từ tế bào da khá đơn giản, ít nguy hiểm cho chính người bệnh.

Phát hiện gen sống lâu trăm tuổi

Các nhà khoa học thuộc Trường đại học Leiden (Hà Lan) là tác giả của công trình này. Trong nghiên cứu của mình, họ đã phát hiện các gen đặc biệt ở con người có thể giúp những người mang gen này sống thọ trăm tuổi kể cả trong những điều kiện sống khắc nghiệt. Nhóm gen tuổi thọ được đặt tên là methuselah. Sự tồn tại của gen này có thể giúp bảo vệ con người chống lại các ảnh hưởng có hại của môi trường sống. Kiểm tra ADN cùng lúc cho thấy, họ cùng có mang những gen thuộc nhóm gen tuổi thọ cao methuselah nói trên. Điều đặc biệt nữa là sự trường thọ dường như có tính di truyền trong gia đình của những người này. Gen methuselah cũng khiến cho cơ thể có hệ miễn dịch rất tốt, quá trình lão hóa ở da diễn ra chậm hơn bình thường và rất ít nguy cơ mắc bệnh tim mạch, đái tháo đường, cũng như chứng tăng huyết áp - vốn là các chứng bệnh thường xuất hiện nhiều ở người cao tuổi.

Kết quả nghiên cứu này đã mở ra một bước tiến quan trọng trong việc tìm ra phương pháp kéo dài tuổi thọ ở con người. Các nhà khoa học cho biết, từ việc xác định được gen kiểm soát tuổi thọ của con người, chúng ta có thể tìm ra các protein cần thiết để phát triển những gen này. Từ đó đẩy mạnh và duy trì sự tồn tại của gen trường thọ nhằm kéo dài tuổi thọ và ngăn chặn bệnh tật cho con người trong tương lai.

Triển vọng mới cho loại thuốc chống lão hóa

Tìm ra loại thuốc có tác dụng chống lão hóa hiệu quả, làm giảm sự suy yếu của các cơ, đồng thời khiến cho cơ thể khỏe mạnh, trẻ trung là mục tiêu mà giới khoa học luôn hướng tới trong nhiều năm qua.

Ở con người, các hoạt động căng thẳng như nâng vật nặng có thể dẫn tới kết quả là gây tổn thương nhỏ cho các cơ, song những tổn thương này ở người trưởng thành hoặc người còn trẻ thì nhanh chóng phục hồi do quá trình tế bào tự tái tạo, tự hàn gắn thương tổn. Trong khi đó, ở người già, những tế bào cơ bị tổn thương hoặc bị mất đi thì không còn khả năng tự phục hồi, tái tạo dẫn tới việc người già sau khi bị thương rất khó lành, cơ ngày càng yếu và sức khỏe thì ngày một kém đi.

Vấn đề chính của phát hiện nằm ở chỗ các nhà khoa học đã tìm ra ảnh hưởng của protein có tên gọi FGF2 (fibroblast growth factor 2) - một loại protein có tác dụng kìm hãm sự phân chia của các tế bào. Khi những con chuột trở nên già nua, loại protein này tăng lên và tiếp tục kìm hãm các tế bào gốc không cho chúng hoàn thành chức năng tái tạo tế bào của mình, khiến lão hóa là điều tất yếu. Song, các nhà khoa học vẫn không hiểu vì lý do gì nồng độ protein FGF2 lại tăng lên cùng với tuổi tác.

Hình ảnh tế bào não

Bằng cách sử dụng một loại thuốc SU5402 có tác dụng ức chế FGF2, các nhà khoa học cho biết, họ có thể ngăn chặn được việc FGF2 liên tục kìm hãm tế bào gốc. 

TS. Albert Basson thuộc Trường đại học King, London (Anh) cho biết, việc kích thích tế bào gốc phân chia là một cách để duy trì sự trẻ trung cho cơ thể. Nếu cách làm này được tiến hành trên con người, nó có thể giúp chúng ta ngăn chặn tuổi già một cách hiệu quả.

Tìm ra phương thuốc chữa bệnh già trước tuổi

Từ lâu, căn bệnh già trước tuổi được xem như một trong những hội chứng về gen hiếm gặp chưa có thuốc chữa trị. Hội chứng này có tên khoa học là Benjamin Button (đặt theo tên nhà khoa học đã phát hiện ra căn bệnh) hay còn gọi là Progeria.

Người mắc bệnh có tốc độ lão hóa  cơ thể nhanh gấp 8 lần so với người bình thường và một cậu bé 10 tuổi mắc bệnh thì cơ thể và các bộ phận chức năng giống như một người già. Trước đó, các nhà khoa thuộc Viện Nghiên cứu bệnh viện Boston (Anh) đã phát triển loại thuốc đầu tiên chữa trị hội chứng Progeria, tuy loại thuốc này có khả năng ngăn chặn quá trình già đi nhanh chóng ở người bệnh, song lại có tác dụng phụ là có thể gây ra bệnh ung thư và gia tăng tỉ lệ tử vong ở người bệnh. Việc các nhà khoa học phát triển loại thuốc mới có tác dụng cải thiện cân nặng, cấu trúc xương và sức khỏe hệ tim mạch của người mắc bệnh progeria là một thành công lớn. Thuốc có tên gọi lonafarnib có tác động lên gen đột biến LMNA - được xem là gen đột biến gây ra bệnh progeria (LMNA là gen giúp kích thích sản sinh ra protein giúp giữ sự gắn kết các nhân tế bào lại với nhau. Khi LMNA bị đột biến, quá trình gắn kết tế bào bị đảo lộn, dẫn tới tốc độ lão hóa tăng nhanh bất thường). Việc thử nghiệm loại thuốc chữa bệnh Progeria thành công giúp hạn chế tới 35% tốc độ lão hóa chức năng tim ở người bệnh được xem là một bước tiến lớn của y học trong việc điều trị hội chứng già trước tuổi.

Nguồn: Theo báo Sức khỏe và Đời sống