Nghiên cứu về bệnh tâm thần phân liệt lặn vào đĩa Petri
“Rõ ràng, chúng tôi không muốn loại bỏ tế bào não của ai đó để làm thí nghiệm, vì vậy việc tạo lại tế bào não của bệnh nhân trong đĩa petri là điều tốt nhất tiếp theo cho mục đích nghiên cứu và sàng lọc thuốc,” trưởng nhóm nghiên cứu Gong Chen, Ph. D., giáo sư sinh học tại Đại học Penn State.
“Phần thú vị nhất của nghiên cứu này là nó đưa ra lời hứa về mô hình bệnh trực tiếp, cho phép tạo ra, trong đĩa petri, các tế bào thần kinh trưởng thành của con người hoạt động rất giống các tế bào thần kinh phát triển tự nhiên trong não người.”
Chen tin rằng phương pháp này có thể dẫn đến các phương pháp điều trị tùy chỉnh cho từng bệnh nhân dựa trên thông tin di truyền và tế bào của chính họ. Ông cho biết, trong nghiên cứu trước đây, các nhà khoa học đã tìm ra cách lập trình lại các tế bào da từ bệnh nhân để trở thành tế bào gốc đa năng không chuyên biệt hóa hoặc không biệt hóa (iPSCs).
Chen nói: “Tế bào gốc đa năng là một dạng phiến đá trống. “Trong quá trình phát triển, các tế bào gốc như vậy sẽ phân hóa thành nhiều loại tế bào chuyên biệt, đa dạng, chẳng hạn như tế bào cơ, tế bào não hoặc tế bào máu. Vì vậy, sau khi tạo ra iPSCs từ tế bào da, các nhà nghiên cứu có thể nuôi cấy chúng để trở thành tế bào não hoặc tế bào thần kinh, có thể được nghiên cứu một cách an toàn trong đĩa Petri ”.
Giờ đây, trong nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu đã tìm ra cách phân biệt iPSCs thành tế bào thần kinh trưởng thành của con người hiệu quả hơn nhiều, tạo ra các tế bào hoạt động giống như tế bào thần kinh trong não. Chen giải thích rằng, trong môi trường tự nhiên, các tế bào thần kinh luôn được tìm thấy ở gần các tế bào hình sao được gọi là tế bào hình sao, có nhiều trong não và giúp các tế bào thần kinh hoạt động chính xác.
Chen cho biết: “Bởi vì các tế bào thần kinh tiếp giáp với tế bào hình sao trong não, chúng tôi dự đoán rằng sự tiếp xúc vật lý trực tiếp này có thể là một phần không thể thiếu của sự phát triển và sức khỏe của tế bào thần kinh.
Để kiểm tra giả thuyết này, nhóm nghiên cứu đã bắt đầu bằng cách nuôi cấy tế bào gốc thần kinh có nguồn gốc từ iPSC, là những tế bào gốc có tiềm năng trở thành tế bào thần kinh. Những tế bào này được nuôi cấy trên lớp tế bào hình sao dày một tế bào để hai loại tế bào tiếp xúc vật lý với nhau.
Chen cho biết: “Chúng tôi phát hiện ra rằng những tế bào gốc thần kinh này được nuôi cấy trên tế bào hình sao đã biệt hóa thành tế bào thần kinh trưởng thành hiệu quả hơn nhiều, so sánh chúng với các tế bào gốc thần kinh khác được nuôi cấy đơn lẻ trong đĩa petri. “Nó gần như thể các tế bào hình sao đang cổ vũ các tế bào gốc, cho chúng biết phải làm gì và giúp chúng hoàn thành định mệnh trở thành tế bào thần kinh.”
Tiếp theo, các nhà nghiên cứu sử dụng kỹ thuật ghi điện sinh lý học để chứng minh rằng các tế bào phát triển trên tế bào hình sao có nhiều sự kiện tiếp hợp hơn - các tín hiệu được gửi từ tế bào thần kinh này đến tế bào thần kinh khác. Sau đó, chỉ sau một tuần, các tế bào thần kinh mới biệt hóa bắt đầu kích hoạt điện thế hoạt động - tín hiệu kích thích điện nhanh chóng xuất hiện ở tất cả các tế bào thần kinh trong não.
Cuối cùng, các nhà nghiên cứu đã thêm tế bào gốc thần kinh của người vào hỗn hợp với tế bào thần kinh của chuột. Chen nói: “Chúng tôi phát hiện ra rằng, chỉ sau một tuần, đã có rất nhiều‘ cuộc nói chuyện chéo ’giữa tế bào thần kinh của chuột và tế bào thần kinh của con người.
Ông giải thích rằng "nói chuyện chéo" xảy ra khi một tế bào thần kinh liên lạc với các tế bào lân cận của nó và giải phóng một chất dẫn truyền thần kinh để điều chỉnh hoạt động của tế bào lân cận của nó.
Chen nói: “Các nhà nghiên cứu trước đây chỉ có thể lấy được tế bào não từ những bệnh nhân đã qua đời mắc các bệnh như Alzheimer, tâm thần phân liệt và tự kỷ. “Giờ đây, các nhà nghiên cứu có thể lấy tế bào da từ những bệnh nhân còn sống - một quy trình an toàn và ít xâm lấn - và chuyển đổi chúng thành tế bào não mô phỏng hoạt động của tế bào não của chính bệnh nhân.”
Với phương pháp này, các bác sĩ lâm sàng sẽ biết được một loại thuốc nhất định sẽ ảnh hưởng đến tế bào não của một bệnh nhân cụ thể như thế nào mà không cần thử thuốc - loại bỏ nguy cơ mắc các tác dụng phụ nghiêm trọng.
Ông nói: “Bệnh nhân có thể là chuột lang của chính mình để tự thiết kế phương pháp điều trị cho mình mà không cần phải trực tiếp thực nghiệm.
Nguồn: Nghiên cứu Tế bào gốc
