Biến tế bào máu thành neuron thần kinh

Mới đây, một nhóm nghiên cứu đã tìm ra cách thức biến đổi tế bào trong hệ miễn dịch thành neuron thần kinh – điều nghe khó tin vì hai loại tế bào vốn mang hình thái và chức năng hoàn toàn khác biệt. Các nhà khoa học kỳ vọng kỹ thuật trên có thể giúp ích nhiều cho các nghiên cứu về não bộ người thông qua mẫu máu. Kết quả trên được công bố tại Kỷ yếu của Viện Hàn lâm khoa học Quốc gia Mỹ vào hôm 4/6.

“Máu là mẫu thử sinh học dễ lấy nhất,” Marius Wernig – phó giáo sư ngành bệnh lý học tại đại học Standford – cho biết. “Hầu như tất cả bệnh nhân nhập viện đều để lại mẫu máu, và chúng cũng thường được bảo quản đông lạnh để phục vụ cho các cho nghiên cứu sau này.”

Kỹ thuật “tế bào gốc” thường là lựa chọn khi các nhà khoa học cần thiết phải tạo ra một loại tế bào nào đó. Tuy nhiên, có những lúc các tế bào đã hoàn toàn biệt hóa và trưởng thành (chẳng hạn tế bào da hoặc máu) cũng có khả năng thay đổi hình dạng để trở thành một loại tế bào hoàn toàn khác - sự chuyển đổi được các nhà khoa học gọi là “transdifferentiation”.

Theo một nghiên cứu công bố trên Nature (năm 2011), Wernig cùng nhóm của ông đã chứng minh việc tìm ra kỹ thuật “transdifferentiation” khi thực hiện chuyển hóa tế bào da chuột thành neuron mà không cần phải đưa trước về dạng tế bào gốc. Tuy nhiên, các tế bào da cần thiết phải được nuôi cấy trong môi trường lab một thời gian – đủ để gây ra các đột biến gene làm thay đổi hẳn tế bào của một người.

Để khắc phục tình trạng trên, Wernig và các cộng sự đã tập trung vào Lympho B – tế bào bạch cầu có vai trò quan trọng đối với hệ miễn dịch nhờ khả năng tiêu diệt các tác nhân gây bệnh. Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng, nếu được bổ sung thêm 4 loại protein trong khoảng thời gian ngắn, Lympho T có thể biến đổi thành neuron của chính bệnh nhân.

Wernig nhận định “Chúng tôi thật sự choáng ngợp vì cách mà một Lympho T đơn giản có thể biến đổi thành neuron và hoạt động bình thường trong vài ngày”, và “bởi Lympho T là tế bào miễn dịch đặc hiệu mang hình dạng khối cầu”, trong khi neuron lại có đuôi dài – hoàn toàn trái ngược.

Kỹ thuật trên có thể sẽ được áp dụng trong những nghiên cứu về neuron thần kinh ở người mắc chứng tâm thần phân liệt hay tự kỷ, để tìm hiểu thêm về nguyên nhân gây bệnh và phát minh ra các phương pháp chữa trị tiềm năng.

Tuy nhiên, các neuron được tạo ra nhờ kỹ thuật trên đã không có cơ chế giúp hình thành các synapse – vùng không gian giữa các neuron và cần thiết cho hoạt động trao đổi thông tin giữa chúng – một cách hoàn chỉnh. Vì thế, nhóm của Wernig đang kỳ vọng có thể nghiên cứu để cải tiến thêm kỹ thuật này và đã bắt đầu thu thập mẫu máu của các trẻ em tự kỷ.