Medical Express, 14/01/2025
Một nhóm nghiên cứu đã ứng dụng thành công các organoid (mô hình cơ quan) hô hấp của con người để tăng sinh vi-rút rhinovirus C ở người (human rhinovirus C – HRV-C), đây là loại vi-rút trước đây kháng với phương pháp nuôi cấy vi-rút thông thường. Bước đột phá này mở ra những hướng đi mới để hiểu hơn về các loại vi-rút hô hấp phổ biến và đẩy nhanh quá trình phát triển vắc-xin cũng như thuốc kháng vi-rút. Các phát hiện được công bố trên tạp chí Nature Communications số mới nhất .
Cột mốc quan trọng này trong nghiên cứu vi-rút học đã đạt được nhờ nhóm nghiên cứu do Giáo sư Jane Zhou Jie và Giáo sư Yuen Kwok-Yung, thuộc Khoa Vi sinh của Trường Y học Lâm sàng, Khoa Y LKS của Đại học Hong Kong (HKUMed), đứng đầu, hợp tác với Giáo sư Hans Clevers từ Viện Hubrecht, một đơn vị tiên phong trong công nghệ organoid.
Nền tảng HRV-C
Rhinovirus ở người (HRV), tác nhân gây bệnh chính của các bệnh cảm lạnh thông thường, có khả năng lây truyền cao, gây ra các bệnh nhiễm trùng đường hô hấp trên trong suốt cả năm. Cho đến nay, hơn 160 huyết thanh nhóm HRV đã được xác định và phân loại thành các loại A, B và C; và hơn 60 phân nhóm HRV-C đã được phát hiện kể từ năm 2006.
Nhiễm trùng HRV-C thường liên quan đến các triệu chứng nghiêm trọng và liên quan đến sự trầm trọng hơn của bệnh hen suyễn và các bệnh hô hấp mãn tính khác. Trong hai thập kỷ qua, không có mô hình thử nghiệm nào có sẵn cho phân loại lớn của HRV-C do không thể nuôi cấy trên các dòng tế bào thông thường trong phòng thí nghiệm, điều này đã cản trở tiến trình nghiên cứu trong việc phát triển thuốc kháng vi-rút và vắc-xin cho các bệnh nhiễm trùng HRV-C.
Vì vậy, đây là nhu cầu cấp thiết cần phaỉ tìm ra các phương pháp mới nuôi cấy HRV-C để phát triển các loại vắc-xin tương ứng và các loại thuốc mạnh nhằm giải quyết mối đe dọa của nó đối với sức khỏe cộng đồng. Việc sử ứng dụng ý tưởng các organoid hô hấp của con người do nhóm nghiên cứu HKUMed thiết lập đã vượt qua rào cản này, cung cấp một hệ thống mô hình mới để nghiên cứu và chống lại HRV-C.
Cơ quan hô hấp của con người đầu tiên trên thế giới
Nhóm nghiên cứu, hợp tác với Giáo sư Hans Clevers, đã dành bảy năm để thiết lập hệ thống nuôi cấy organoid hô hấp đầu tiên trên thế giới sử dụng tế bào gốc phổi trưởng thành và tế bào biểu mô mũi. Thông qua các phương pháp tăng sinh và biệt hóa được xác định rõ ràng, nhóm đã thiết lập thành công các organoid niêm mạc mũi trưởng thành, đường thở và phế nang.
Hệ thống nuôi cấy organoid hô hấp tiên phong cho phép các nhà khoa học tái tạo và phát triển toàn bộ biểu mô hô hấp của con người một cách hiệu quả và ổn định trong phòng thí nghiệm. Các organoid hô hấp có hoạt động sinh học từng đoạt giải thưởng này đã trở thành công cụ phổ quát để nghiên cứu sinh học hô hấp và các bệnh liên quan.
Kết quả nghiên cứu
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng các organoid hô hấp để phân lập và tăng sinh HRV-C liên tiếp, sau đó là mô tả chi tiết về tương tác giữa vi-rút và vật chủ. Họ đã chứng minh rằng cả organoid đường thở và organoid mũi đều rất dễ mắc phải HRV-C và có khả năng phân lập vi-rút hiệu quả từ các mẫu lâm sàng.
Với sự ức chế miễn dịch được trung gian bởi một phân tử nhỏ, các organoid đường thở duy trì dòng HRV-C liên tục, trong khi các organoid mũi đạt được điều này mà không cần bất kỳ sự can thiệp nào. Hơn nữa, các organoid mũi nhạy cảm hơn với nhiễm trùng HRV-C so với các organoid đường thở, có thể là do phản ứng kháng vi-rút mạnh hơn của các organoid đường thở.
Cuối cùng, nghiên cứu đã chứng minh ứng dụng của mô hình nhiễm trùng HRV-C dựa trên organoid để sàng lọc thuốc. Do đó, mô hình sáng tạo này có thể được sử dụng để phát triển vắc-xin HRV-C và thuốc kháng vi-rút.
Giáo sư Jane Zhou Jie, người đứng đầu nghiên cứu, đã nhấn mạnh sức mạnh vô song của các cơ quan hô hấp của con người trong việc nghiên cứu HRV-C, tuyên bố, “Nghiên cứu của chúng tôi nhấn mạnh khả năng độc đáo của các organoid hô hấp trong việc nghiên cứu HRV-C, từ việc nhân giống có thể tái tạo của loại vi-rút khó nuôi cấy đến việc phân tích chi tiết tương tác giữa vi-rút và vật chủ, cũng như các ứng dụng tiềm năng để phát triển vắc-xin và thuốc kháng vi-rút.
“Quan trọng hơn, nghiên cứu này thiết lập một mô hình mới để nhân giống và nghiên cứu các loại vi-rút không thể nuôi cấy khác ở người. Các organoid hô hấp hoạt động sinh học cho phép các nhà khoa học nghiên cứu các bệnh nhiễm trùng do vi-rút đường hô hấp, đánh giá hiệu quả của thuốc, phát triển vắc-xin và liệu pháp để giải quyết các rủi ro về sức khỏe cộng đồng do vi-rút đường hô hấp gây ra.”
Giáo sư Kelvin To Kai-wang, Chủ tịch hội đồng và Giáo sư lâm sàng của cùng Khoa, nhận xét, “Bước đột phá của nhóm trong nghiên cứu HRV-C cho thấy cam kết trong việc đổi mới khoa học không ngừng của Khoa và cung cấp hỗ trợ khoa học quan trọng cho việc thực hiện các chính sách y tế công cộng.”
Giáo sư Yuen Kwok-Yung, Chủ nhiệm Giáo sư, cũng đến từ Khoa Vi sinh, nhấn mạnh, “Đây là một nghiên cứu mang tính bước ngoặt, mở ra hướng đi mới để giải quyết loại vi-rút cảm lạnh thông thường này.”
Tài liệu tham khảo
Cun Li et al, Human respiratory organoids sustained reproducible propagation of human rhinovirus C and elucidation of virus-host interaction, Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-55076-2
Nguồn: Medical Express
Link: https://medicalxpress.com/news/2025-01-respiratory-organoids-culture-previously-uncultivable.html
