Một bộ phận riêng lẻ có thể chứa hơn một loại tế bào gốc người lớn - khám phá làm phức tạp viễn cảnh sử dụng tế bào gốc để thay thế mô bị tổn thương nhằm chữa trị cho các căn bệnh, theo một nghiên cứu mới của phòng thí nghiệm của nhà di truyền học Mario Capecchi, người từng đoạt giải thưởng Nobel.
Trong tạp chí Nature Genetics số ngày 8 tháng 6, giáo sư Capecchi và nhà di truyền học Eugenio Sangiorgi viết rằng, khi họ sử dụng một gen có tên Bmil để đánh dấu sự có mặt của tế bào gốc người lớn trong ruột của chuột thì họ rất ngạc nhiên khi phát hiện ra những tế bào đặc thù này hầu hết ở trong đoạn ruột phía trên của ruột chuột.
Điều đó ám chỉ rằng phải có ít nhất một hoặc hai loại tế bào gốc người lớn khác phải tồn tại để duy trì và sữa chữa đoạn ruột giữa và đoạn ruột dưới của chuột. Ruột nhỏ ở chuột thì dài gần 12 inch nếu duỗi thẳng ra.
Các tế bào gốc người lớn là những tế bào “không biệt hoá” mà có thể trở thành bất cứ loại tế bào nào trong bộ phận mà chúng được tìm thấy. Các nhà nghiên cứu y khoa hy vọng cấy ghép tế bào gốc người lớn để chữa trị các loại bệnh khác nhau. Chẳng hạn như thay tế bào gốc người lớn trong tuyến tụy để thay thế các tế bào sản xuất insulin bị tổn thương, trong tim để thay thế tế bào cơ tim bị chết do bệnh tim, và trong não để thay thế tế bào sản xuất dopamine mà bị hư hại ở bệnh nhân bị bệnh Parkinson.
Khám phá mới này quan trọng bởi vì người ta đang nói về liệu pháp tế bào gốc; họ muốn dựa vào tế bào gốc để trị bệnh, giáo sư Capecchi, người đoạt giải thưởng Nobel 2007 về lĩnh vực sinh lý học cho biết.
“Mọi người luôn nghĩ về một quần thể tế bào gốc đồng nhất trong mỗi cơ quan, nhưng bây giờ có nhiều quần thể tế bào gốc trong một cơ quan cho trước, vì vậy nếu bạn đang định dùng liệu pháp, bạn phải nhận ra sự phức tạp này,” Giáo sư Capecchi nói.
Nếu cần có hơn một loại tế bào gốc người lớn để tạo thành thành ruột thì sẽ không ngạc nhiên khi điều này cũng đúng cho các bộ phận khác.
Tế bào gốc người lớn được xem như là sự lựa chọn thay thế cho tế bào gốc phôi thai, tế bào có khả năng trở thành bất cứ loại tế bào nào trong cơ thể - không chỉ ở trong một cơ quan cho trước – và được lấy từ sự thụ tinh trứng trong ống nghiệm còn lại của các cặp vợ chồng nỗ lực để có con. Các tế bào gốc phôi thai là một vấn đề đang gây tranh cãi bởi vì những người chống lại sự phá thai coi các tế bào gốc phôi thai là con người chứ không phải là một khối tế bào nhỏ.
Giáo sư Capecchi đoạt giải Nobel cùng với Ngài Martin Evans và Oliver Smithies vì đã phát triển được kỹ thuật gen targeting, một phương pháp sử dụng tế bào gốc phôi thai để “hạ gục” gen ở chuột, sau đó quan sát có vấn đề gì xảy ra để xác định bất kỳ chức năng bình thường nào của gen.
| Bức ảnh phóng đại của ruột chuột, với đầu phía trên của ruột nằm bên trái và đầu phía dướicủa chuột nằm bên phải. Tế bào gốc người lớn, được đánh dấu bằng thuốc nhuộm màu xanh gắn với gen có tên Bmi1, có chức năng tạo ra và duy trì các loại tế bào khác mà lót đường ruột. Rõ ràng là tế bào gốc người lớn thì rất phổ biến ở đoạn ruột phía trên bên trái và ít hơn ở đoạn ruột ở giữa và bên dưới, nằm ở phía giữa và bên phải bức ảnh. Điều đó cho thấy có thể có nhiều hơn một loại tế bào gốc người lớn hoạt động trong ruột và có lẽ trong cả những cơ quan khác, làm phức tạp thêm những nổ lực muốn sử dụng tế bào gốc để trị bệnh, theo một nghiên cứu của trường đại học Utal. |
Nghiên cứu tế bào gốc trong ruột
Tế bào gốc trong ruột là một trong những tế bào được nghiên cứu kỹ nhất. Cần có chúng để sản xuất ra tế bào mới cho thành ruột khi những tế bào cũ bị mòn đi hai đến năm ngày một lần.
Các tế bào gốc người lớn tạo ra các tế bào khác nhau trong ruột: tế bào để hấp thụ thức ăn; tế bào để tiết ra chất nhầy làm cho thành ruột trơn và bảo vệ nó; tế bào tham gia vào việc bảo vệ sinh vật chống lại vi khuẩn và các sinh vật gây bệnh khác; và tế bào sản xuất ra các chất tham gia vào sự truyền tin giữa các tế bào.
“Tế bào gốc người lớn là một hộp đen khổng lồ,” tiến sĩ khoa học Sangiogri nhận xét.
Các khám phá khác về tế bào gốc người lớn
Hai nhà khoa học Sangiorgi và Capecchi lấy beta catenin - một sản phẩm gen thường được phát hiện trong ung thư ruột kết và tiêu hoá – và kích hoạt nó trong tế bào gốc người lớn từ thành ruột. “Các khối u phát triển rất nhanh. Điều đó chứng tỏ rằng các tế bào gốc quan trọng trong sự hình thành ung thư,” giáo sư Capecchi nhận xét. Tiến sĩ khoa học Sangiorgi nói: “Ung thư có xuất phát từ tế bào gốc hay không? Trong một số trường hợp thì có, và trong một số trường hợp thì không.”
Hai nhà di truyền học này phát hiện ra là tế bào gốc người lớn được đánh dấu bằng gen Bmi1 của họ thì khác với tế bào gốc người lớn do các nhà khoa học Hà Lan nghiên cứu được đánh dấu bằng gen Lgr5. Sự khác nhau là vị trị của chúng trong crypt. Các tế bào gốc phân chia trong crypt, sản xuất ra tế bào progenitor, tế bào mà trở thành tế bào đường ruột.
Đã có một cuộc tranh luận về nơi mà các tế bào gốc đường ruột người lớn được tìm thấy. Các nhà di truyền học Utal phát hiện ra rằng, các tế bào gốc người lớn được đánh dấu Bmi1 phân chia chậm gần đỉnh của crypt. Các nhà nghiên cứu hà Lan lại phát hiện tế bào đánh dấu bằng Lgr5 của họ phân chia nhanh hơn ở phía dưới bên trong crypt, hòa lẫn giữa các tế bào Paneth, tế bào sản xuất ra enzyme đế giết vi khuẩn.
Nhưng giáo sư Capecchi không nhìn sự mâu thuẫn ở đây: “Cả hai nhóm chúng tôi đều có thể đúng. Có thể chúng tôi đang nghiên cứu tại những giai đoạn khác nhau trong cuộc đời của tế bào gốc,” với tế bào được đánh dấu bằng Bmi1 ở giai đoạn sớm hơn và các tế bào đánh dấu bằng gen khác ở giai đoạn trễ hơn.
Ông nhận định: “Điều đó cho thấy sinh học tế bào gốc có thể phức tạp hơn chúng ta nghĩ và chúng có thể chuyển từ trạng thái này sang trạng thái khác,” và còn di chuyển giữa các crypt. “Chúng vẫn là tế bào gốc nhưng tại các giai đoạn khác nhau trong chu kỳ sống.”