Các nhà khoa học khám phá điểm đột phá trong việc biểu hiện gen ở tế bào gốc tạo máu có khả năng tạo ra các tế bào máu khỏe mạnh sau khi tiến hành cấy ghép.
ScienceDaily, 01/03/2022
Các tế bào gốc tạo máu có thể phát triển và tạo ra các tế bào máu khỏe mạnh sau khi tiến hành cấy ghép cho các bệnh nhân mắc các bệnh về máu. Các nhà khoa học hiện đã khám phá ra điểm đột phá trong việc biểu hiện gen ở các tế bào này. Khám phá này có thể giúp các nhà khoa học tăng sinh các tế bào này hoặc chuyển đổi các tế bào khác thành các tế bào có thể tái tạo hệ thống máu, có thể trở thành các ứng dụng lâm sàng quan trọng. Công việc này có thể tạo điều kiện điều trị cho nhiều bệnh hoặc cho phép tạo ra các nguồn cung không giới hạn các tế bào hiếm này từ các loại tế bào phổ biến khác trong tương lai.
Các tế bào gốc tạo máu (Hematopoietic stem cells – HSCs) có khả năng tự làm mới và biệt hóa thành các loại tế bào máu trưởng thành, mang đến các liệu pháp điều trị tiềm năng cho rất nhiều bệnh. Tuy nhiên, các cơ chế liên quan đến việc ghép – khi các tế bào bắt đầu phát triển và tạo ra các tế bào máu khỏe mạnh sau khi được cấy ghép vào những bệnh nhân hiện chưa được hiểu rõ. Nghiên cứu hiện tại được dẫn đầu bởi Bệnh viện đa khoa Massachusetts (Massachusetts General Hospital -MGH) và trường Đại học Y khoa Boston đã tiết lộ điểm đột phá trong việc biểu hiện gen của các tế bào gốc tạo máu khi trải qua quá trình này. Những khám phá đã được công bố trên tạp chí Nature Communications có thể cho phép các nhà khoa học mở rộng các tế bào này bên ngoài cơ thể hoặc chuyển đổi các loại tế bào gốc khác thành tế bào có thể tái tạo lại hệ thống máu.
Ở ngưởi trưởng thành, các tế bào gốc tạo máu có thể được tìm thấy ở tủy xương và mạch máu, tuy nhiên trước khi chúng ta được sinh ra chúng có thể được tìm thấy một lượng lớn ở gan, nơi chúng được nhân lên hoặc tăng sinh thành các tế bào gốc tạo máu với tỷ lệ rất cao. Thêm vào đó, các nghiên cứu trên động vật đã cho thấy rằng các tế bào gốc tạo máu trong gan của phôi có nhiều khả năng ghép tốt hơn các tế bào gốc tạo máu từ tủy xương.
Để hiểu hơn điều gì cho phép các tế bào gốc tạo máu trong gan của phôi có tăng sinh vượt trội và đặc tính cấy ghép như vậy, các nhà điều tra đã kiểm tra các kiểu biểu hiện gen chỉ có ở các tế bào gốc mạnh mẽ này. Họ kết hợp các thí nghiệm này với các phương pháp thí nghiệm khác nhau để xác định sự biểu hiện protein và chức năng của các tế bào này.
Đồng tác giả Alejandro B. Balazs, tiến sĩ, điều tra viên của Viện Ragon tại MGH, MIT and Harvard phát biểu “Việc phân tích chuyên sâu đã cho thấy rằng các tế bào gốc này biểu hiện các protein trên bề mặt được gọi CD201- có liên quan rất gần với khả năng cấy ghép này và có thể được sử dụng để tách chiết các tế bào gốc chức năng này khỏi các loại tế bào khác . Điều này cũng giúp chúng tôi cải tiến quy trình cấy ghép tế bào gốc và tủy xương bằng cách cho phép chúng tôi tinh sạch các tế bào này.”
Sự hiểu biết tăng cường về các gen liên quan cũng giúp các nhà khoa học nhân lên các tế bào gốc tạo máu với tiềm năng cấy ghép cao trong phòng thí nghiệm và điều khiển chúng để mang lại hiệu quả cao hơn trong việc chống lại các bệnh có liên quan đến máu như bệnh hồng cầu hình liềm, HIV và các loại bệnh ung thư. Tác giả đầu Kim Vanuytsel tiến sĩ và cũng là trợ lý giáo sự nghiên cứu về Y học tại Trường đại học Y khoa Boston phát biểu “Hoàn toàn rõ ràng, việc này dẫn đến việc thiết kế ra các tế bào gốc tạo máu mạnh mẽ nhất và điều này dẫn đến việc hiểu rõ hơn tại sao các tế bào này có khả năng tái tạo đặc biệt. Những hiểu biết sâu sắc sẽ cho phép chúng tôi tạo ra các liệu pháp hiệu quả và an toàn hơn cho bệnh nhân mắc các bệnh về máu.”
Đồng tác giả Tiến sĩ George J. Murphy, cũng là trợ lý giáo sự nghiên cứu về Y học tại Trường đại học Y khoa Boston và đồng sáng lập Trung tâm Y học Tái tạo BU và BMC (Center for Regenerative Medicine – CReM), bổ sung thêm rằng nhóm cũng chia sẻ nguồn công khai và đã được cung cấp ở định dạng tương tác tại https: // engraftablehsc. cells.ucsc.edu, sẽ cho phép những hiểu biết sinh học mới về tiềm năng việc cấy ghép và kích hoạt một loạt các nghiên cứu trong tương lai. George J. Murphy phát biểu “Công việc quan trọng này không thể thực hiện được nếu không có sự hợp tác mạnh mẽ, mang tính tập thể diễn ra giữa các Viện khu vực Boston. Dự án này cũng là một ví dụ sáng chói cho “ Sinh học mã nguồn mở”- nơi các hiểu biết và thông tin được chia sẻ một cách tự do có thể được khai thác bởi tất cả các khám phá trong tương lai.”
Tài liệu tham khảo:
Kim Vanuytsel, Carlos Villacorta-Martin, Jonathan Lindstrom-Vautrin, Zhe Wang, Wilfredo F. Garcia-Beltran, Vladimir Vrbanac, Dylan Parsons, Evan C. Lam, Taylor M. Matte, Todd W. Dowrey, Sara S. Kumar, Mengze Li, Feiya Wang, Anthony K. Yeung, Gustavo Mostoslavsky, Ruben Dries, Joshua D. Campbell, Anna C. Belkina, Alejandro B. Balazs, George J. Murphy. Multi-modal profiling of human fetal liver hematopoietic stem cells reveals the molecular signature of engraftment. Nature Communications, 2022; 13 (1) DOI: 10.1038/s41467-022-28616-x
