Bằng cách phơi bày các tế bào da với một sự kết hợp đặc biệt của các phân tử lập trình tế bào, các nhà khoa học đã xoay xở để biến đổi chúng thành những tế bào não giống như các tế bào bản địa.
Nghiên cứu này không bình thường bởi vì, không giống như nhiều kỹ thuật chuyển đổi tế bào, trước tiên chúng không quay trở lại giai đoạn tế bào gốc – chúng chuyển đổi trực tiếp thành tế bào não – do đó tránh nguy cơ tạo ra nhiều loại tế bào khác.
Và nghiên cứu này là duy nhất, bởi vì nhóm nghiên cứu quản lý để tái lập trình các loại kẹo để trở thành một loại tế bào não đặc biệt thay vì một loạt các braincells.
Viết trên tạp chí, các nhà nghiên cứu từ Đại học Y Dược Washington ở St. Louis (WUSTL), MO, báo cáo cách họ sử dụng một sự kết hợp đặc biệt của microRNA và các yếu tố phiên mã để tái lập trình các tế bào da thành một loại tế bào não cụ thể được gọi là tế bào thần kinh trung bình.
Các tế bào thần kinh gai trung bình mà chúng tạo ra – tồn tại trong ít nhất 6 tháng sau khi tiêm vào não chuột – rất quan trọng để kiểm soát chuyển động và là loại chính bị ảnh hưởng trong Huntington’sdisease.
Bệnh Huntington là một căn bệnh di truyền gây ra những tình trạng không tự nguyện và giảm dần khả năng tâm thần. Bệnh nhân bị bệnh – thường bắt đầu ở tuổi trung niên – có thể sống trong 20 năm sau khi có triệu chứng, mặc dù những bệnh này dần trở nên tồi tệ hơn.
Các ô được chuyển đổi cho thấy các thuộc tính của các ô gốc
Tác giả cao cấp Tiến sĩ Andrew S. Yoo, trợ lý giáo sư phát triển sinh học tại WUSTL, cho biết không chỉ các tế bào mới tồn tại trong mousebrain, mà còn cho thấy các đặc tính tương tự như các tế bào gốc:
Các tế bào này được biết là mở rộng các dự báo thành các vùng não nhất định. Và chúng tôi nhận thấy các tế bào được cấy ghép của con người cũng kết nối với những mục tiêu xa xôi này trong não chuột. Đó là một điểm nhấn về bài báo này ”.
Bởi vì họ đã sử dụng tế bào da người trưởng thành trong nghiên cứu – và không phải là các tế bào hoặc tế bào người ở giai đoạn phát triển sớm – nhóm nghiên cứu tin rằng tiềm năng của việc sử dụng các tế bào riêng của bệnh nhân trong regenerativemedicine. Điều này là quan trọng bởi vì liệu pháp có thể sử dụng dễ dàng availablecells và cũng tránh được vấn đề từ chối miễn dịch.
Đối với nghiên cứu của họ, Tiến sĩ Yoo và các đồng nghiệp nuôi cấy tế bào da trong môi trường bắt chước tế bào não. Trong công trình trước đó, họ đã phát hiện ra rằng các tế bào phơi nhiễm với hai phân tử RNA nhỏ được gọi là miR-9 và miR-124 có thể biến chúng thành các loại tế bào não khác nhau.
Theteam tin rằng hai phân tử RNA nhỏ mở ra các tế bào DNA đóng gói chặt chẽ chứa các hướng dẫn để tạo ra các tế bào não, cho phép các gen đặc biệt cho sự phát triển và chức năng của chúng được bật lên.
Sau khi chứng minh rằng việc tiếp xúc với những phân tử RNA nhỏ này chuyển đổi các tế bào da thành một hỗn hợp của các tế bào não, nhóm nghiên cứu bắt đầu tinh chỉnh hóa chất. Họ đã làm điều này bằng cách thêm các phân tử được gọi là yếu tố phiên mã mà họ đã biết đã có mặt trong một phần của não, nơi các tế bào thần kinh trung bình dồi dào.
Các yếu tố phiên mã hướng dẫn các tế bào trở thành một loại cụ thể
Tác giả đầu tiên Matheus B. Victor, một sinh viên tốt nghiệp về khoa học thần kinh, nói rằng họ tin rằng các phân tử RNA nhỏ đang “làm việc nặng nhọc,” và:
Các tế bào phiên mã chúng ta thêm vào sau đó hướng dẫn các tế bào da trở thành một loại phụ cụ thể, trong đó các tế bào thần kinh trung bình. Chúng tôi nghĩ chúng ta có thể tạo ra các loại khác nhau của các loại anneurons bằng cách thay đổi các yếu tố phiên mã khác nhau.
Nhóm nghiên cứu cũng chỉ ra rằng khi các tế bào da chỉ tiếp xúc với các yếu tố dịch mã, mà không có các phân tử RNA nhỏ, thì các tế bào da không chuyển đổi thành công.
Nhóm nghiên cứu cũng thực hiện các xét nghiệm mở rộng để cho thấy các tế bào não mới có điểm nổi bật của các tế bào thần kinh trung bình. Họ thể hiện các gen thích hợp cho loại hình cụ thể của chúng và không biểu hiện gen cho các loại khác của các loại anneurons.
Và, khi cấy ghép vào não chuột, các tế bào được chuyển đổi trông giống như các tế bào thần kinh có gai sống trung bình và cư xử giống như chúng.
Nhóm nghiên cứu hiện đang sử dụng tế bào da từ những bệnh nhân bị bệnh Huntington và biến chúng thành những nơron có gai trung bình bằng cách sử dụng phương pháp mới của họ. Họ cũng có kế hoạch tiêm tế bào vào chuột mắc bệnh.
Nghiên cứu được tài trợ bởi nhiều cơ quan khác nhau, bao gồm cả National Institutesof Health (NIH).
