Science Daily, 13/09/2022
Các nhà khoa học đang sử dụng kỹ thuật cơ xương trong ống nghiệm để hiểu rõ hơn về các yếu tố di truyền và môi trường phức tạp gây ra bệnh tiểu đường, đặt các mô cơ xương khỏe mạnh, được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm ở trạng thái giống như bệnh tiểu đường hoặc cơ xương đang phát triển từ tế bào gốc cơ của bệnh nhân tiểu đường. Các nhà nghiên cứu mô tả kỹ thuật cơ xương đã tiến bộ đáng kể như thế nào trong vài thập kỷ qua và những phát triển gần đây giúp khám phá bệnh tiểu đường ở người dễ dàng hơn và dẫn đến y học được cá thể hóa hơn.
Mức đường huyết (glucose) cao bất thường có thể dẫn đến bệnh tiểu đường type 2 khi mọi thứ trở nên tồi tệ với cơ xương của cơ thể, cơ quan đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh glucose.
Các nhà khoa học đang sử dụng kỹ thuật tạo cơ xương in vitro (trong một đĩa nuôi cấy) để hiểu rõ hơn về các yếu tố di truyền và môi trường phức tạp gây ra bệnh tiểu đường. Điều này liên quan đến việc đưa các mô cơ xương khỏe mạnh, phát triển trong phòng thí nghiệm vào trạng thái giống như bệnh tiểu đường – lượng đường cao và insulin cao – hoặc cơ xương đang phát triển từ tế bào gốc của bệnh nhân tiểu đường.
Trong Biophysics Reviews, từ nhà xuất bản AIP, các nhà nghiên cứu từ Viện Công nghệ Georgia và Trường Đại học Y khoa Emory mô tả kỹ thuật cơ xương đã phát triển đáng kể như thế nào trong vài thập kỷ qua. Sự phát triển gần đây của việc sử dụng tế bào gốc cơ người để phát triển cơ xương 3D giúp việc khám phá bệnh tiểu đường ở người trở nên dễ dàng hơn.
Christina Sheng, đồng tác giả cho biết: “Chúng tôi có thể sử dụng cơ xương được nuôi trong phòng thí nghiệm để nắm bắt và nghiên cứu các đặc điểm của bệnh tiểu đường. Hơn nữa, những mô hình được gọi là trong ống nghiệm này cho phép các nhà nghiên cứu khám phá ra các loại thuốc mới cho bệnh tiểu đường. Nhiều nhà khoa học cũng đang cố gắng hiểu rõ hơn về việc tập thể dục có lợi như thế nào đối với bệnh nhân tiểu đường thông qua các mô hình này.”
Các mô hình cơ xương trong ống nghiệm cũng dẫn đến y học cá thể hóa, trong đó cơ của từng bệnh nhân có thể được phát triển, nghiên cứu và thử nghiệm để xác định xem liệu các loại thuốc mới có phù hợp với họ hay không.
Nói chung, các tế bào gốc cơ được thu hoạch, tăng sinh số lượng và nuôi cấy cùng nhau. Sau đó, chúng kết hợp với nhau để tạo thành các sợi cơ đa nhân, tạo ra cơ xương phát triển trong phòng thí nghiệm.
Để bắt chước bệnh tiểu đường, các nhà nghiên cứu xử lý cơ xương phát triển trong phòng thí nghiệm bằng lượng đường dư thừa, insulin, chất béo hoặc các tế bào thúc đẩy viêm và nghiên cứu cách những yếu tố này ảnh hưởng đến sức khỏe cơ xương.
Đồng tác giả Sung Jin Park cho biết: “Phòng thí nghiệm Hệ thống Biohybrid của chúng tôi phát triển và tập luyện cơ xương để nghiên cứu các nhân tố protein lành mạnh do cơ tiết ra trong quá trình tập luyện. Các nhân tố protein này có tiềm năng điều trị bệnh tiểu đường, gây ra gánh nặng xã hội, kinh tế và y tế ngày càng tăng trên toàn thế giới.”
Park cho biết: “Hầu hết các mô hình in vitro của cơ xương để tập luyện và nghiên cứu bệnh tiểu đường là hai chiều. Cần nhiều nỗ lực hơn để xây dựng các mô hình 3D để bắt chước tốt hơn cấu trúc cơ xương 3D của con người, cho phép thực hiện nhiều nghiên cứu có thể ứng dụng được hơn.”
Tài liệu tham khảo:
Christina Y. Sheng, Young Hoon Son, Jeongin Jang, Sung-Jin Park. In vitro skeletal muscle models for type 2 diabetes. Biophysics Reviews, 2022; 3 (3): 031306 DOI: 10.1063/5.0096420
Nguồn: American Institute of Physics
Link: https://www.sciencedaily.com/releases/2022/09/220913110419.htm