Science Daily, 14/05/2024
Nghiên cứu mới mang tính cách mạng hóa phương pháp chẩn đoán và điều trị bệnh Alzheimer và các bệnh liên quan đến não khác – bằng cách tạo ra những bộ não nhỏ trong đĩa petri.
Một nhà nghiên cứu tại Đại học Saskatchewan (USask) đang thực hiện dự án mới để mô phỏng các cơ quan nhỏ từ các tế bào gốc giúp chẩn đoán và điều trị bệnh Alzheimer.
Khi Tiến sĩ Tyler Wenzel lần đầu tiên đưa ra ý tưởng xây dựng một bộ não thu nhỏ từ tế bào gốc, ông chưa bao giờ nghĩ sáng kiến của mình sẽ tốt như thế nào.
Giờ đây, “bộ não nhỏ” của Wenzel đã cách mạng hóa chẩn đoán và điều trị bệnh Alzheimer và các bệnh liên quan đến não khác.
“Chúng tôi chưa bao giờ dám nghĩ những ý tưởng điên rồ của chúng tôi sẽ thành công”, ông nói. “Những thứ này có thể được sử dụng như một công cụ chẩn đoán, được tạo ra từ máu” Wenzel, một nghiên cứu sinh tại Khoa Tâm thần học của Trường Y, dưới sự hướng dẫn của Tiến sĩ Darrell Mousseau, đã đưa ra ý tưởng về một “bộ não nhỏ”, hay nói đúng hơn là một mô hình não bộ có một không hai.
Tế bào gốc của con người có thể được điều chỉnh để phát triển thành bất kỳ tế bào nào khác trong cơ thể. Sử dụng tế bào gốc lấy từ máu của người, Wenzel có thể tạo ra một cơ quan nhân tạo nhỏ – có đường kính khoảng 3 mm và trông giống như Wenzel mô tả là một miếng kẹo cao su mà ai đó đã cố gắng làm phẳng lại.
Những “bộ não nhỏ” này được tạo ra bằng các tế bào gốc từ máu, sau đó biệt hóa các tế bào gốc này thành các tế bào não hoạt động. Sử dụng mô hình cơ quan nhỏ để nghiên cứu không phải là một khái niệm mới lạ – nhưng “bộ não nhỏ” được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm của Wenzel là độc nhất. Như đã nêu trong bài báo được xuất bản gần đây của Wenzel trên tạp chí Frontiers of Cellular Neuroscience, bộ não từ phòng thí nghiệm của Wenzel bao gồm bốn loại tế bào não khác nhau trong khi hầu hết các cơ quan não chỉ bao gồm các tế bào thần kinh.
Trong thử nghiệm, “bộ não nhỏ” của Wenzel phản ánh chính xác hơn bộ não người trưởng thành hoàn chỉnh, vì vậy chúng có thể được sử dụng để kiểm tra chặt chẽ hơn tình trạng thần kinh của bệnh nhân trưởng thành, chẳng hạn như bệnh Alzheimer. Và đối với những “bộ não nhỏ” được tạo ra từ tế bào gốc của những người mắc bệnh Alzheimer, Wenzel xác định cơ quan nhân tạo này biểu hiện bệnh lý của bệnh Alzheimer – chỉ ở quy mô nhỏ hơn.
Wenzel nói: “Nếu tế bào gốc có khả năng trở thành bất kỳ tế bào nào trong cơ thể con người, thì câu hỏi đặt ra là liệu chúng ta có thể tạo ra thứ gì đó giống như toàn bộ cơ quan không?”. “Trong khi chúng tôi đang phát triển nó, tôi đã có một ý tưởng điên rồ rằng nếu đây thực sự là bộ não của con người, thì một bệnh nhân mắc bệnh như Alzheimer và chúng tôi nuôi cấy “bộ não nhỏ” của họ, theo lý thuyết, bộ não nhỏ này sẽ mắc bệnh Alzheimer.”
Wenzel cho biết công nghệ này có tiềm năng thay đổi các dịch vụ y tế cho những người mắc bệnh Alzheimer, đặc biệt là ở vùng nông thôn và vùng sâu vùng xa. Nghiên cứu mang tính đột phá này đã nhận được sự hỗ trợ từ Hiệp hội Alzheimer của Canada.
Nếu Wenzel và các đồng nghiệp của ông có thể tạo ra một phương pháp nhất quán để chẩn đoán và điều trị các tình trạng thần kinh như bệnh Alzheimer chỉ bằng một mẫu máu nhỏ – có thời hạn sử dụng tương đối dài và có thể được chuyển phát nhanh – thay vì yêu cầu bệnh nhân phải đến bệnh viện hoặc phòng khám chuyên khoa thì đây có thể là cách tiết kiệm nguồn lực to lớn cho hệ thống chăm sóc sức khỏe và giảm bớt gánh nặng cho bệnh nhân.
Ông nói: “Về lý thuyết, nếu công cụ này hoạt động theo cách chúng tôi nghĩ, chúng tôi có thể lấy mẫu máu được vận chuyển từ La Loche hoặc La Ronge đến Trường Đại học và chẩn đoán cho bệnh nhân”.
Những thử nghiệm đầu tiên về “bộ não mini” cực kỳ đáng mong đợi – bước tiếp theo của Wenzel là mở rộng thử nghiệm tới một nhóm bệnh nhân lớn hơn. Các nhà khoa học cũng quan tâm đến việc cố gắng mở rộng phạm vi nghiên cứu về “bộ não mini”.
Theo Wenzel, nếu họ có thể xác nhận “bộ não nhỏ” phản ánh chính xác các bệnh về não hoặc tình trạng thần kinh khác, thì chúng có thể được sử dụng để tăng tốc độ chẩn đoán hoặc kiểm tra hiệu quả của thuốc cho từng bệnh nhân.
Lấy ví dụ, Wenzel chỉ ra thời gian chờ đợi đáng kể để gặp bác sĩ tâm thần ở Saskatchewan. Nếu “bộ não nhỏ” có thể được sử dụng để kiểm tra loại thuốc chống trầm cảm nào có tác dụng tốt nhất đối với bệnh nhân bị trầm cảm, thì nó có thể giảm đáng kể thời gian cần thiết để gặp bác sĩ và nhận đơn thuốc.
Từng là giáo viên trung học về khoa học và chuyển sang lĩnh vực nghiên cứu, học thuật, Wenzel cho biết “bản chất của nghiên cứu” là đưa ra một giả thuyết và sau đó đạt đến đích của một thí nghiệm khiến anh hứng thú với công việc của mình. Tuy nhiên, thành công của “bộ não nhỏ” ban đầu đáng kinh ngạc đến mức Wenzel thừa nhận rằng anh vẫn phải vật lộn với bộ não của chính mình.
Wenzel nói: “Tôi vẫn không thể tin được, nhưng điều này đã xảy ra cũng chính là động lực vô cùng to lớn. Nó mang lại cho tôi điều gì đó mà tôi nghĩ sẽ tác động đến xã hội và tạo ra một bước tiến mới… có tiềm năng mạnh mẽ để thay đổi cục diện y học.”
Tài liệu tham khảo
Tyler J. Wenzel, Darrell D. Mousseau. Brain organoids engineered to give rise to glia and neural networks after 90 days in culture exhibit human-specific proteoforms. Frontiers in Cellular Neuroscience, 2024; 18 DOI: 10.3389/fncel.2024.1383688
Nguồn: Science Daily
Link: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/05/240514141241.htm
