News Medical Life Sciences, 10/10/2024
Mô hình nuôi cấy tế bào người của đại thực bào phế nang, tế bào miễn dịch quan trọng nhất của phổi, giúp tìm ra một phát hiện quan trọng khiến các nhà nghiên cứu xem xét lại về vai trò của một protein miễn dịch khác trong các bệnh truyền nhiễm. Nghiên cứu gần đây đã được công bố trên tạp chí Nature.
Các đại thực bào phế nang nằm sâu trong phổi, nơi chúng có thể loại bỏ vi khuẩn, virus và các mầm bệnh có hại khác. Thu nhận các tế bào chuyên biệt này từ người hiến tặng để nghiên cứu chi tiết đòi hỏi các phương pháp xâm lấn, tốn kém và tốn thời gian. Các nhà nghiên cứu tại Viện Y sinh Texas đã phát triển một phương pháp sáng tạo để tạo ra các tế bào “giống như đại thực bào phế nang” (alveolar macrophage-like – AML) của con người dễ dàng hơn trong phòng thí nghiệm,mô phỏng chính xác các đại thực bào độc đáo này. Họ đã công bố về AML vào năm ngoái.
Mô hình này đã đóng góp cho nghiên cứu y sinh toàn cầu.
Hợp tác quốc tế
Trong nghiên cứu gần đây của Nature, các tế bào AML đã được sử dụng cùng với các mô hình trên tế bào khác và các nghiên cứu di truyền học rộng rãi ở người để có được những hiểu biết mới về một loại protein truyền tín hiệu miễn dịch có tên là yếu tố hoại tử khối u (tumor necrosis factor – TNF) và vai trò của nó trong bệnh lao (tuberculosis – TB). Nghiên cứu quốc tế có tính hợp tác cao này được dẫn dắt bởi các nhà nghiên cứu tại Đại học Rockefeller ở New York; Phòng thí nghiệm Di truyền học người về bệnh truyền nhiễm ở Paris, Pháp; và Đại học Antioquia UdeA ở Medellín, Colombia.
Các thí nghiệm chính
TNF từ lâu được coi là yếu tố cần thiết để bảo vệ con người và nhiều loài khác tránh bị nhiễm trùng. Trong nghiên cứu hiện tại, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng TNF thực sự rất quan trọng trong việc ngăn chặn bệnh lao, nhưng không phải chống lại các bệnh truyền nhiễm khác. Điều này được chứng minh bằng các phân tích di truyền mở rộng của hai anh em họ ở Columbia không có TNF chức năng và đã sống đến độ tuổi 20 và 30 với bệnh lao tái phát, nhưng đều khỏe mạnh và không mắc bất kỳ bệnh nghiêm trọng nào khác.
Các thí nghiệm sử dụng mô hình AML và các mô hình tế bào khác đã giúp xác nhận chính xác lý do tại sao lại như vậy. Cụ thể, TNF chịu trách nhiệm kích hoạt giải phóng các phân tử oxy phản ứng (reactive oxygen species – ROS) trong đại thực bào phế nang để giúp tiêu diệt Mycobacterium tuberculosis, vi khuẩn gây bệnh lao. Khi TNF bị thiếu hoặc bị chặn, ROS không được giải phóng và vi khuẩn có thể lây lan trong phổi.
Một bài báo “Tin tức và quan điểm” của Nature đã lưu ý rằng dự án “đại diện cho sự kết hợp rộng rãi giữa nghiên cứu lâm sàng và chức năng, đặt ra những câu hỏi mới”.
Ví dụ, vai trò của TNF đang được thực hiện bởi các phân tử khác và có thể là mục tiêu điều trị mới cho các rối loạn viêm nhiễm, theo thông cáo báo chí của Rockefeller.
“Là các nhà khoa học, chúng tôi muốn khám phá điều gì đó, nhưng cũng hài lòng không kém khi phát triển một công cụ cho phép người khác tạo ra những đột phá của riêng họ và có tác động rộng hơn đến sức khỏe con người.” Tiến sĩ, Nghiên cứu sinh Susanta Pahari, Viện Y sinh Texas
Sự khác biệt của AML
Trong lịch sử, các nhà nghiên cứu cần thu thập các đại thực bào phế nang từ người hiến thông qua việc lọc rửa phổi xâm lấn và tốn thời gian. Các mô hình đại thực bào khác đã được phát triển, nhưng thiếu một số đặc điểm cụ thể của đại thực bào phế nang. Mô hình AML giải quyết cả hai vấn đề bằng cách đơn giản là lấy máu từ người hiến tặng. Tế bào đơn nhân máu là một loại tế bào miễn dịch liên kết với các thành phần mô phỏng môi trường phổi trong đĩa petri tế bào. Trong vòng một tuần, các tế bào đơn nhân biến thành các tế bào giống như các đại thực bào phế nang, sau đó có thể được sử dụng trong các nghiên cứu. Các tế bào AML này hiện đang được đánh giá trong các mô hình phổi chip phức tạp hơn và các thành phần chuyên biệt được thử nghiệm với tế bào gốc để tạo ra số lượng AML thậm chí còn lớn hơn
Quy trình từng bước để tạo ra các tế bào AML trong phòng thí nghiệm đã được công bố trên STAR Protocols vào tháng 6.
Tài liệu tham khảo
Arias, A. A., et al. (2024). Tuberculosis in otherwise healthy adults with inherited TNF deficiency. Nature. doi.org/10.1038/s41586-024-07866-3.
Nguồn: News Medical Life Sciences
