Thử nghiệm độc tính trên nhau và phôi thai

Nội Dung Bài Viết

Science Daily, 21/07/2021

Các nhà nghiên cứu đã phát triển một thử nghiệm nuôi cấy tế bào để phát hiện các chất gây hại trực tiếp hoặc gián tiếp cho phôi. Dựa trên một thử nghiệm hiện có được sử dụng để phát triển các loại thuốc và hóa chất mới, phiên bản tăng cường được thiết kế để giúp giảm số lượng thí nghiệm trên động vật.

Thuốc phải an toàn không chỉ cho bệnh nhân; trong trường hợp bệnh nhân có thai, thuốc cũng phải an toàn cho thai nhi còn trong bụng mẹ. Do đó, ở giai đoạn đầu của quá trình phát triển thuốc mới, các chất ứng cử viên được thử nghiệm trong đĩa Petri trên tế bào gốc phôi từ các dòng tế bào chuột. Điều này nhằm tránh tác động gây hại cho phôi thai mà chỉ được nhận thấy ở giai đoạn sau trong quá trình thử nghiệm với chuột mang thai.

Tuy nhiên, các thử nghiệm nuôi cấy tế bào này là một phiên bản đơn giản hóa của những gì diễn ra trong tử cung. Các nhà nghiên cứu chỉ cần thêm vật liệu thử nghiệm vào quá trình nuôi cấy tế bào gốc phôi trong đĩa Petri và có thể xác định các chất có ảnh hưởng xấu trực tiếp đến tế bào phôi. Ngược lại, trong cơ thể phụ nữ mang thai, các thành phần dược hoạt tính có thể bị biến đổi bởi quá trình trao đổi chất của người mẹ và đi vào máu của phôi thai qua nhau thai. Hơn nữa, các thử nghiệm nuôi cấy tế bào tiêu chuẩn không thể phát hiện ra các chất có ảnh hưởng gián tiếp đến phôi thai, chẳng hạn như chúng cản trở hoạt động của nhau thai hoặc tạo ra các phản ứng stress.

Một con chip với các loại tế bào khác nhau

Các nhà nghiên cứu tại Khoa Khoa học và Kỹ thuật Hệ thống Sinh học tại ETH Zurich ở Basel hiện đã phát minh ra một thử nghiệm trong phòng thí nghiệm kết hợp vai trò của nhau thai vào các đánh giá độc tính của phôi thai. Để làm như vậy, Julia Boos, một nghiên cứu sinh tiến sĩ trong nhóm của Giáo sư Andreas Hierlemann của ETH, và các đồng nghiệp của cô đã phát triển một con chip mới. Con chip này chứa nhiều ngăn, tất cả được kết nối với nhau bằng các kênh thu nhỏ. Trên con chip này, các nhà khoa học đã kết hợp các tế bào nhau thai người lấy từ các dòng tế bào với các hình cầu siêu nhỏ có nguồn gốc từ các dòng tế bào gốc phôi chuột, được gọi là “embryoid bodies”, phản ánh sự phát triển ban đầu của phôi. Đầu tiên, các chất thử nghiệm gặp phải một lớp tế bào nhau thai, lớp tế bào này là hàng rào cần phải đi qua trước khi đến tế bào phôi thai, do đó tái tạo tình hình trong tử cung.

Ngẫu nhiên, những thí nghiệm này không tạo ra phôi sống được. Các tế bào phôi từ các dòng tế bào chỉ trải qua những bước đầu tiên của quá trình phát triển phôi trong khoảng thời gian mười ngày.

Thử nghiệm phát hiện hư hỏng gián tiếp

Để chứng minh hoạt động của thử nghiệm mới, các nhà nghiên cứu đã sử dụng các vi hạt không gây hại cho cơ thể phôi thai nếu chúng tiếp xúc trực tiếp. Tuy nhiên, với thử nghiệm mới, cũng bao gồm các tế bào nhau thai, các nhà khoa học đã quan sát thấy tác dụng phụ gián tiếp tiềm ẩn. Mặc dù các tế bào nhau thai đã cố gắng giữ các vi hạt lại, nghĩa là các hạt không đi qua được các tế bào phôi, các tế bào nhau thai cho thấy một phản ứng stress có thể phát hiện được.

Bây giờ các nhà nghiên cứu muốn phát triển thêm hệ thống của họ liên quan đến các vật liệu nhựa phù hợp hơn. Cũng có thể hình dung được việc sử dụng các dòng tế bào gốc của người, thay vì tế bào chuột, để tạo thành embryoid bodies trong tương lai. “Có sự khác biệt đáng kể giữa động vật thí nghiệm và con người, đặc biệt là về sự phát triển phôi thai và các quá trình diễn ra trong nhau thai,” Boos nói và tiếp tục: “Trong tất cả các cơ quan, nhau thai là nơi có sự khác biệt rõ rệt nhất giữa các loài.”

Nhóm hướng đến việc tạo ra một thử nghiệm mới cũng dễ sử dụng cho ngành dược phẩm. Có thể phát hiện – và loại bỏ – các chất có hại cho phôi thai ở giai đoạn đầu của quá trình phát triển thuốc có nghĩa là sau đó sẽ có ít chất hơn được thử nghiệm trên động vật trong các nghiên cứu in-vivo.

 

Tài liệu tham khảo:

Julia A. Boos, Patrick M. Misun, Giulia Brunoldi, Lea A. Furer, Leonie Aengenheister, Mario Modena, Nassim Rousset, Tina Buerki‐Thurnherr, Andreas Hierlemann. Microfluidic Co‐Culture Platform to Recapitulate the Maternal–Placental–Embryonic AxisAdvanced Biology, 2021; 2100609 DOI: 10.1002/adbi.202100609

 

NguồnETH Zurich

Leave a Comment

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Bài Viết Liên Quan