ScienceDaily, 05/08/2020
Các nhà nghiên cứu báo cáo đã cấy ghép thành công các mảnh ghép có tế bào gốc thần kinh chuyên biệt trực tiếp vào các tổn thương tủy sống của chuột, sau đó thu thập dữ liệu cách các mảnh ghép đã phát triển và làm đầy tại vị trí tổn thương, và bắt chước theo hệ thống thần kinh hiện hữu của động vật.
Sử dụng tế bào gốc để phục hồi lại các chức năng đã mất do tổn thương tủy sống (SCI- spinal cord injury) đã mang lại hy vọng cho các nhà khoa học và các bác sĩ. Gần 18.000 người ở Mỹ bị tổn thương tủy sống mỗi năm, với 294.000 người khác hiện đang sống chung với tổn thương tủy sống, thường liên quan đến mức độ liệt vĩnh viễn hoặc giảm chức năng thể chất như kiểm soát bàng quang và khó thở.
Trong nghiên cứu mới, được công bố ngày 05/08/2020 trên tạp chí Cell Stem Cell, các nhà nghiên cứu tại trường Đại học Y khoa California San Diego báo cáo cấy ghép thành công các mảnh ghép có các tế bào gốc thần kinh chuyên biệt trực tiếp vào các tổn thương tủy sống của chuột, sau đó thu thập dữ liệu cách các mảnh ghép đã phát triển và làm đầy tại vị trí tổn thương, và bắt chước như hệ thống thần kinh hiện hữu của động vật.
Cho đến nghiên cứu này, phát biểu của Steven Ceto – tác giả, nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại phòng thí nghiệm của Mark H. Tuszynski – bác sĩ, tiến sĩ, giáo sư về thần kinh học và giám đốc của Viện khoa học thần kinh cấy ghép tại trường Đại học Y khoa California San Diego cho thấy các mảnh ghép tế bào gốc thần kinh đã phát triển trong phòng thí nghiệm giống như kiểu hộp đen.
Thông qua những nghiên cứu trước, bao gồm công trình đã được công bố bởi Tuszynski và cộng sự, đã thể hiện việc cải thiện chức năng trên mô hình động vật tổn thương cột sống sau khi cấy ghép các mảnh ghép tế bào gốc thần kinh, các nhà khoa học không hiểu chính xác việc đó diễn ra như thế nào.
Cento phát biểu “Chúng tôi đã biết rằng các axon của cơ thể chủ bị tổn thương đã phát triển rộng khắp (vào vị trí tổn thương). Và kết quả là các các tế bào thần kình của mảnh ghép đó mở rộng một lượng lớn các axon vào trong tủy sống, nhưng chúng tôi không có bất kỳ ý tưởng nào về cách thức các hoạt động này diễn ra bên trong chính mảnh ghép.” “Chúng tôi không biết liệu các axon của vật chủ và mảnh ghép thực sự có sự liên kết chức năng, hay chúng chỉ có vẻ như chúng có thể làm thế.”
Cento, Tuszynski và các cộng sự đã tận dụng các ưu điểm công nghệ hiện tại mà điều đó cho phép các nhà nghiên cứu vừa có thể kích hoạt và ghi lại hoạt động của quần thể tế bào thần kinh đã được xác định ở mức độ giải phẫu học và di truyền học với ánh sáng chứ không phải điện tử. Điều đó đã đảm bảo họ đã biết một cách chính xác các tế bào thần kinh của mảnh ghép và vật chủ đã hoạt động ra sao, mà không cần lo lắng rằng điện tích lan truyền trong mô và có thể mang đến những kết quả sai lệch.
Họ đã phát hiện thấy ngay cả khi thiếu vắng các kích thích cụ thể, các tế bào thần kinh ghép tự động kích hoạt các cụm tế bào thần kinh riêng biệt với hoạt động tương quan cao, giống như trong hệ thống tế bào thần kinh của tủy sống bình thường.
Cento phát biểu “Chúng tôi có thể kích hoạt các tế bào thần kinh tủy sống ở dưới vị trí tổn thương bằng cách kích thích các axon ghép phát triển vào trong khu vực này” “Tổng hợp tất cả các kết quả này cho thấy các mảnh ghép tế bào gốc thần kinh có khả năng tự hòa nhập thành hệ thống thần kinh giống như tủy sống và hợp nhất chức năng với hệ thống thần kinh chủ. Sau nhiểu năm nghiên cứu và tham khảo, chúng tôi đã chứng minh được mỗi khối tế bào gốc thần kinh chạy ngang qua nơi tủy sống tổn thương đều có chức năng thực sự.”
Tuszynski và nhóm của ông đang nghiên cứu theo nhiều hướng để gia tăng khả năng kết nối chức năng của mảnh ghép tế bào gốc, như tổ chức hóa cấu trúc liên kết của mảnh ghép để bắt chước cấu trúc tủy sống bình thường với khung đỡ và sử dụng kích thích điện để tăng cường kết nối thần kinh (synapse) giữa các tế bào thần kinh của mảnh ghép và vật chủ.”
Tuszynski phát biểu “Trong khi sự kết hợp hoàn hảo của tế bào gốc, sự kích thích, sự phục hồi chức năng và các biện pháp can thiệp khác có thể mất nhiều năm, các bệnh nhân vẫn tiếp tục phải sống với tổn thương tủy sống như hiện tại.” “Do đó, chúng tôi hiện tại đang làm việc với các cơ quan quản lý để mang phương pháp ghép tế bào gốc của chúng tôi đến với các thử nghiệm lâm sàng càng sớm càng tốt. Nếu mọi chuyện diễn ra suôn sẻ, chúng tôi có thể có liệu pháp trong 10 năm nữa.”
Đồng tác giả của nghiên cứu là Kohel J. Sekiguchi và Axel Nimmerjahn, Viện nghiên cứu Sinh học Salk và Yoshio Takashima tại Trung tâm y khoa quản lý cựu chiến binh UC San Diego, San Diego.
Tài liệu tham khảo:
Steven Ceto, Kohei J. Sekiguchi, Yoshio Takashima, Axel Nimmerjahn, Mark H. Tuszynski. Neural Stem Cell Grafts Form Extensive Synaptic Networks that Integrate with Host Circuits after Spinal Cord Injury. Cell Stem Cell, 2020; DOI: 10.1016/j.stem.2020.07.007
Nguồn: Đại học California, San Diego
