News Medical and Life Science, 05/03/2024
Các nhà nghiên cứu tại Đại học College London và Bệnh viện Great Ormond Street (GOSH) đã phát triển một phương pháp đột phá, lần đầu tiên có thể quan sát được sự phát triển của trẻ vào cuối thai kỳ, nâng cao khả năng theo dõi và điều trị các bệnh bẩm sinh trước khi sinh.
Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Medicine, chứng minh rằng các mô hình tế bào phức tạp, được gọi là các organoids, được phát triển từ tế bào gốc của con người trong quá trình mang thai. Những “cơ quan nhỏ” này cũng lưu giữ thông tin sinh học của em bé.
Organoids cung cấp cho các nhà nghiên cứu những công cụ vô giá để nghiên cứu cách các cơ quan hoạt động cả khi chúng khỏe mạnh và khi bị ảnh hưởng bởi bệnh tật.
Các nhà nghiên cứu cho biết các cơ quan tế bào gốc sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho việc theo dõi sự phát triển của thai nhi vào cuối thai kỳ, lập mô hình tiến triển của bệnh và thử nghiệm các phương pháp điều trị mới cho các bệnh như thoát vị cơ hoành bẩm sinh (CDH).
Cho đến nay, organoids có nguồn gốc từ tế bào gốc trưởng thành hoặc mô bào thai sau khi chết. Các quy định cũng hạn chế thời điểm có thể lấy mẫu thai nhi. Ở Anh, việc này có thể được thực hiện trong vòng 22 tuần sau khi thụ thai, giới hạn pháp lý cho việc chấm dứt thai kỳ, nhưng ở các quốc gia như Hoa Kỳ, việc lấy mẫu thai nhi là bất hợp pháp.
Cho đến nay, những hạn chế này đã hạn chế lợi thế của organoid trong việc nghiên cứu sự phát triển bình thường của con người trong 22 tuần, cũng như các bệnh bẩm sinh tại thời điểm vẫn có thể có cơ hội điều trị chúng. Để khắc phục những vấn đề này, các nhà nghiên cứu tại UCL và GOSH đã đưa ra giả thuyết rằng có thể phát triển các organoid từ tế bào gốc đã truyền vào nước ối, bao quanh đứa trẻ trong bụng mẹ và bảo vệ nó trong suốt thai kỳ. Vì đứa trẻ sẽ không được chạm vào trong quá trình thu thập nên các hạn chế về lấy mẫu sẽ được khắc phục và các tế bào sẽ mang thông tin sinh học giống như đứa trẻ.
Trong nghiên cứu này, các nhà nghiên cứu đã phân lập và xác định các tế bào sống từ các mẫu nước ối lấy từ 12 phụ nữ mang thai như một xét nghiệm chẩn đoán thông thường. Sau đó, họ sử dụng trình tự RNA đơn bào để xác định các tế bào gốc này đến từ mô nào. Tế bào gốc từ phổi, thận và ruột đã được phân lập thành công, được sử dụng để phát triển các cơ quan có đặc điểm chức năng của các loại mô này.
“Các organoid mà chúng tôi tạo ra từ các tế bào nước ối thể hiện nhiều chức năng của các mô mà chúng đại diện, bao gồm biểu hiện gen và protein. Chúng cho phép chúng tôi nghiên cứu những gì đang xảy ra trong quá trình phát triển cả về sức khỏe và bệnh tật, điều mà trước đây không thể. Chúng ta chỉ biết một phần nhỏ về giai đoạn cuối thai kỳ, vì vậy thật thú vị khi mở ra những lĩnh vực mới về y học trước khi sinh.” Tiến sĩ Mattia Gerli, tác giả chính của nghiên cứu từ Khoa Phẫu thuật và Can thiệp, Đại học College London cho biết
Để đánh giá cách các organoid có thể được sử dụng để điều trị các bệnh bẩm sinh, nhóm nghiên cứu đã làm việc với các nhà khoa học từ Đại học Leuven ở Bỉ để nghiên cứu sự phát triển của trẻ sơ sinh bị CDH. Trong trường hợp này là nghiên cứu về bệnh gây ra bởi một lỗ trên cơ hoành có nghĩa là các cơ quan như ruột và gan di chuyển vào ngực, gây áp lực lên phổi và cản trở sự phát triển khỏe mạnh.
Các cơ quan trước và sau khi điều trị CDH được so sánh với các cơ quan của trẻ khỏe mạnh để nghiên cứu các đặc điểm sinh học của các nhóm. Đúng như mong đợi, có sự khác biệt đáng kể về sự phát triển giữa các cơ quan CDH khỏe mạnh và tiền xử lý. Nhưng các cơ quan trong nhóm CDH sau khi điều trị gần giống hơn với nhóm khỏe mạnh, do đó hiệu quả điều trị được đánh giá ở cấp độ tế bào.
Paolo de Coppi, Giáo sư tại Viện Y tế Quốc gia và là tác giả chính của nghiên cứu tại Viện Sức khỏe Trẻ em Great Ormond Street và Bệnh viện Great Ormond Street, Đại học College London, cho biết: “Đây là lần đầu tiên chúng tôi có thể đánh giá chức năng tình trạng bẩm sinh của một đứa trẻ trước khi sinh, một bước tiến lớn trong y học tiền sản. Chẩn đoán thường dựa trên hình ảnh và phân tích di truyền như siêu âm hoặc MRI.”
“Khi chúng tôi gặp các gia đình được chẩn đoán tiền sản, chúng tôi thường không thể nói cho họ biết quá nhiều kết quả, bởi vì mỗi trường hợp là khác nhau. Chúng tôi không nói rằng chúng tôi có thể làm được điều này ngay bây giờ, nhưng khả năng nghiên cứu các cơ quan sinh sản có chức năng là bước đầu tiên để có thể cung cấp các dự đoán chi tiết hơn và hy vọng sẽ cung cấp các phương pháp điều trị hiệu quả hơn trong tương lai.”
Nghiên cứu được hỗ trợ bởi Viện Y tế và Chăm sóc Sức khỏe Quốc gia (NIHR) và Wellcome.
Tài liệu tham khảo
Gerli, M. F. M., et al. (2024). Single-cell guided prenatal derivation of primary fetal epithelial organoids from human amniotic and tracheal fluids. Nature Medicine. doi.org/10.1038/s41591-024-02807-z.
Nguồn: News Medical and Life Science
