Động vật ‘siêu chữa lành” gợi ý các liệu pháp điều trị trên người
Các nghiên cứu về hiệu quả tái sinh của giun, cá ngựa và thằn lằn đưa ra những cách mới cải thiện khả năng hồi phục của con người.
Sau khi bị thương, một số loài giun dẹp có thể tự tái phát triển hầu như từng tế bào trong cơ thể, các con kỳ giông Mexico có thể tự mọc toàn bộ chân và các phần não, cá ngựa có thể tự chữa tủy sống bị thương và thằn lằn Carolina có thể tự tạo cho mình những cái đuôi mới.
Phần lớn các loài động vật có vú đều không thể có được kỳ tích tự phục hồi như ở cá, loài lưỡng cư, bò sát và giun, những kẻ có nhiều năng lực mà từ lâu đã thu hút các nhà khoa học. Giờ đây, họ đang thực hiện những gì mà họ học hỏi được từ những loài động vật đó và đang áp dụng những hiểu biết đó lên các tế bào người, nhờ vào những tiên tiến về hệ gene, hệ protein và kỹ thuật hình ảnh ở cấp độ đơn tế bào.
“Có một động lực rất lớn với mục tiêu khai thác năng lực của những loài siêu chữa lành và cố gắng xem chúng ta có thể khai thác những phát hiện đó nhanh như thế nào”, theo Albert Almada, một nhà sinh học tế bào gốc tại ĐH Nam California ở Los Angeles.
Phần lớn các nhóm nghiên cứu đã trình bày những phát hiện mới nhất của mình tại hội nghị của Hội nghiên cứu tế bào gốc quốc tế, diễn ra tại Hong Kong vào tuần trước.
Xương sống cá ngựa
Một con cá ngựa (Danio rerio) với một tủy sống bị gãy lìa có thể tiến triển từ chỗ bị thương đến chuyển động một cách mềm mại trong vòng tám tuần. Mayssa Mokalled, người nghiên cứu về sự tái sinh mô và sinh học tế bào gốc tại ĐH Washington ở St. Louis, Missouri, và cộng sự đã nhận diện được một quần thể tế bào của cá ngựa đóng vai trò chủ chốt trong quá trình phục hồi này – và những tế bào đó tương tự với các tế bào thần kinh đệm hình sao của thai nhi. Sau khi bị thương, các tế bào thần kinh đệm hình sao tạo ra một hàng rào bảo vệ bao quanh vị trí bị tổn thương song lại có thể cản trở quá trình tự chữa của các neuron.
Mokalled và cộng sự tìm kiếm các tế bào tham gia vào hoạt động này của những tế bào thúc đẩy sự tái sinh ở cá ngựa. Khi nhóm đưa cùng loại tế bào đó vào các tế bào thần kinh đệm hình sao của người, các tế bào đó bắt đầu “nhìn quanh” và hành xử giống như những tế bào tương tự ở cá ngựa. Trong những nghiên cứu ban đầu mà các nhà nghiên cứu ghép các tế bào người được chuyển đổi vào chuột, các tế bào dường như hiệu quả hơn trong việc tạo ra một hàng rào bảo vệ nhưng phản hồi ngăn cản hậu chấn thương đã dịu đi. “Tôi yêu biết bao phát hiện này đang từng bước trên con đường trở thành phương pháp điều trị,” Mokalled nói.
Những cái đuôi của thằn lằn
Nhưng khoảng cách tiến hóa giữa cá ngựa và người lại quá rộng. Almada đang thử tìm hiểu thằn lằn Carolina (Anolis carolinensis). Thằn lằn là sinh thể có họ hàng gần gũi nhất với người mà có năng lực tái sinh toàn bộ phần phụ. Người và thằn lằn chia sẻ nhiều gene giống nhau. “Chúng tôi nghĩ nó sẽ khiến cho dễ dịch chuyển sang con người bởi vì chúng có nhiều cơ cấu tương tự ở cấp độ DNA,” Almada nói.
Tại hội nghị, Almada miêu tả cách một nhóm tế bào gốc cơ ở thằn lằn có thể làm tái sinh đuôi. Các tế bào đó tương tự với những tế bào có ở chuột và người, ngoại từ việc phiên bản thằn lằn có thể tạo các tế bào cơ từ con số không trong khi phiên bản người và chuột thì không, ông nói. Almada hy vọng sẽ tìm ra cách các tế bào thằn lằn đạt được kỳ tích này và cuối cùng có thể áp dụng vào sự tăng trưởng cơ ở người để điều trị các bệnh loạn dưỡng cơ, làm tăng sức mạnh cơ ở người lớn tuổi và điều trị các vết thương.
Cơ thể giun tơ
Florian Raible, một nhà sinh học tế bào gốc tại ĐH Vienna, đang nghiên cứu về một dạng động vật siêu chữa lành khác. Công trình của anh tập trung vào giun tơ biển Platynereis dumerilii, loài có năng lực tái sinh kỳ diệu ở giai đoạn đầu đời nhưng mất dần khi lão hóa do những thay đổi hormon. “Đây là một mô hình tái sinh tốt và tái sinh tệ,” Raible nói.
Hệ thần kinh của giun tơ có nhiều nét tương đồng với hệ thần kinh trung ương của loài động vật có xương sống, khiến nó trở thành một mô hình liên quan với chấn thương tủy sống ở người.
Trong các thực nghiệm mà Raible và nhóm nghiên cứu thực hiện trên thân của giun tơ, họ tìm thấy một số tế bào còn lại gần với chỗ bị thương chuyển đổi thành tế bào gốc và bắt đầu tự “vá” cơ thể, bao gồm cả các tế bào thần kinh. Quá trình này được hỗ trợ bởi biểu hiện của phiên bản phân tử của giun tên là các nhân tố Yamanaka, vốn được các nhà khoa học sử dụng để tái lập trình các tế bào người trưởng thành vào trạng thái giống phôi. Điều này có nghĩa, đó là một con đường tự nhiên mà các tế bào hốc có thể tái hình thành từ mô người trưởng thành ở con người, Raible nói.
Thanh Đức dịch từ Nature
Nguồn: doi: https://doi.org/10.1038/d41586-025-01901-7
