Một nhóm các nhà nghiên cứu từ Đại học Nam California ở Los Angeles đã phát triển tóc bắt đầu từ tế bào gốc, phát hiện ra các sự kiện phân tử quan trọng liên quan đến sự phát triển của tóc và kích thích nó ở chuột trưởng thành.
Nghiên cứu mới – đã được công bố trên tạp chí – đưa ra một giải thích từng bước về quá trình mà tóc mọc lên. Phát hiện này mở đường cho sự kích thích tăng trưởng tóc ở bệnh nhân rụng tóc hoặc hói đầu hói.
Một nhóm các nhà nghiên cứu đã tìm hiểu xem nang lông mọc ra như thế nào và cách chúng tạo ra tóc bằng cách sử dụng cái gọi là organoids, là những cụm tế bào gốc được phát triển trong ống nghiệm có thể tự tổ chức thành một cấu trúc giống như cơ quan.
Họ sử dụng cấu trúc 3-D của organoids để hiểu rõ hơn về một cơ quan nào đó, vì chúng có những tính chất tương tự với cơ quan mà nó bắt chước – trong trường hợp này, là da người.
Tác giả đầu tiên của nghiên cứu là Mingxing Lei, một nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại phòng thí nghiệm tế bào gốc của Đại học Nam California (USC).
Quá trình tăng trưởng tóc sáu bước
Lei và nhóm sử dụng organoids da có nguồn gốc từ cả hai tế bào da mới sinh và người lớn. Cụ thể, họ đã sử dụng các tế bào tiền thân, là một loại tế bào được phân biệt nhiều hơn so với tế bào gốc. Họ phân tách chúng từ da sơ sinh và người lớn và sau đó cấy chúng vào những con chuột khỏa thân.
Sau đó, các nhà nghiên cứu đã lấy các hình ảnh thời gian trôi đi chi tiết của các nền văn hóa 3-D để xem các tế bào hoạt động như thế nào và sự phát triển của tóc xảy ra như thế nào.
Lei và các đồng nghiệp đã có thể thấy rằng các tế bào sơ sinh hình thành các tổ chức giống như da trong một quá trình sáu bước bắt đầu với các tế bào tiền thân tách rời (bước một), sớm được tổng hợp (bước hai).
Các tế bào tổng hợp này sau đó biến thành các u nang phân cực (bước ba), sau đó chuyển thành các u nang kết hợp (bước bốn), tiếp tục hình thành da phẳng (bước năm).
Trong bước cuối cùng của quá trình, các nang da hình thành (bước 6), được cấy vào một con chuột. Ở đây, họ sản xuất tóc.
Ngược lại, các nhà nghiên cứu tìm thấy, các tế bào da tiền thân bị phân ly từ một con chuột trưởng thành không di chuyển qua giai đoạn tập hợp cũng như không tạo ra bất kỳ sợi tóc nào.
Lei và các đồng nghiệp tiếp tục nghiên cứu các sự kiện phân tử và sinh lý đã củng cố quá trình tăng trưởng tóc sáu bước này, giải thích rằng các nhà nghiên cứu đã sử dụng kết hợp các tin sinh học và sàng lọc phân tử để làm sáng tỏ các cơ chế này.
Họ tìm thấy hoạt động gia tăng trong các gen khác nhau, bao gồm cả những người tham gia vào quá trình sản xuất collagen – protein dạng sợi có thể tìm thấy trong da và các mô liên kết khác – và insulin, là loại hormon điều hòa lượng đường trong máu của chúng ta.
Kích thích tăng trưởng tóc
Bằng cách ức chế hoạt động của một số gen ở các giai đoạn khác nhau trong sự phát triển của cơ quan, các nhà khoa học đã có thể làm sáng tỏ vai trò của họ trong việc chuyển đổi từ giai đoạn này sang giai đoạn khác.
“Nghiên cứu của chúng tôi làm sáng tỏ sự chuyển tiếp các sự kiện phân tử và các quá trình sinh lý sinh học ở cốt lõi của quá trình tự tổ chức trong quá trình hình thành mô,” viết các tác giả. “Các phân tử quan trọng cho quá trình chuyển đổi hình thái đa tầng được xác định và có thể được thêm vào hoặc ức chế phục hồi quá trình bị trì trệ trong các tế bào trưởng thành.”
Trên thực tế, Lei và các đồng nghiệp đã áp dụng kiến thức di truyền và phân tử mới này cho các organoids được tạo ra từ các tế bào da trưởng thành, trong một nỗ lực để bắt đầu quá trình tăng trưởng tóc.
Đáng chú ý, Lei và nhóm nghiên cứu có thể kích thích thành công sự phát triển của tóc trong những cơ quan này. Cơ quan người lớn quản lý để sản xuất 40 phần trăm tóc nhiều như các organoids có nguồn gốc từ trẻ sơ sinh.
“Thông thường, nhiều cá thể lão hóa không phát triển tốt tóc, bởi vì các tế bào trưởng thành dần dần mất đi khả năng hồi phục của chúng”, tác giả cao cấp GS Cheng-Ming Chuong, thuộc Trường Y Keck của USC giải thích. Tuy nhiên, ông giải thích rằng những phát hiện của nhóm nghiên cứu của ông có những tác động có thể thay đổi điều này.
“Với những phát hiện mới, chúng tôi có thể làm cho tế bào chuột trưởng thành tạo ra tóc một lần nữa. Trong tương lai, công việc này có thể truyền cảm hứng cho một chiến lược kích thích sự tăng trưởng tóc ở bệnh nhân có điều kiện từ rụng tóc đến chứng hói đầu.”
GS Cheng-Ming Chuong
