Phát sáng tế bào - hướng đi mới trong điều trị ung thư

Thứ trông giống như một chiếc kính vạn hoa của các hạt bông đường phát sáng hay là sự giao thoa giữa một tinh vân và một bữa tiệc khiêu vũ ở thập niên 1980 thực sự là một điều còn đáng kinh ngạc hơn thế: Một cái nhìn chi tiết và chính xác về vị trí chính xác của tế bào sống (DNA) và phân tử (RNA) trong một tế bào sống.

Theo một nghiên cứu mới, phương pháp mở ra cánh cửa cho cái nhìn chưa từng có này bên trong các tế bào sống - được gọi là kính hiển vi DNA - đã được hoàn thiện trong khoảng thời gian sáu năm. “Kính hiển vi DNA là một phương thức hoàn toàn mới để hình dung các tế bào, nắm bắt đồng thời cả thông tin về không gian và di truyền từ một mẫu vật”, Joshua Weinstein, nghiên cứu viên sau tiến sĩ tại Viện nghiên cứu Rộng của Đại học MIT (Mỹ) cho biết.

Tế bào sống và phân tử của tế bào được mô phỏng khi phát sáng.

Kỹ thuật này thậm chí còn cho phép các nhà nghiên cứu nhìn thấy thứ tự chính xác của các nucleotide, “các chữ cái” tạo nên chuỗi xoắn kép của DNA và chuỗi đơn của RNA trong mỗi tế bào.

Weinstein cho biết: “Nó cho phép chúng ta thấy các tế bào độc đáo về mặt di truyền như thế nào, ví dụ như các tế bào tạo nên hệ thống miễn dịch, ung thư hoặc ruột - tương tác với nhau và phát sinh thành cuộc sống đa bào phức tạp”.

Trong vài thập kỷ qua, các nhà nghiên cứu đã phát triển vô số công cụ giúp họ thu thập dữ liệu phân tử từ các mẫu mô. Nhưng những nỗ lực để kết hợp công nghệ này với dữ liệu - để các nhà nghiên cứu biết được vị trí và cách thức vật liệu di truyền được sắp xếp bên trong một tế bào - thường liên quan đến máy móc đắt tiền và chuyên dụng.

Cách tiếp cận mới làm cho quá trình này dễ dàng hơn nhiều, các nhà nghiên cứu cho biết. Về bản chất, phương pháp này sử dụng các thẻ nhỏ - được tạo ra từ các chuỗi DNA tùy chỉnh, mỗi chuỗi dài khoảng 30 nucleotide - bám vào mọi phân tử DNA và RNA trong một tế bào. Sau đó, các thẻ được sao chép cho đến khi có hàng trăm bản sao của chúng trong tế bảo. Khi các bản sao này tương tác với nhau, chúng kết hợp và tạo ra các nhãn DNA độc đáo, các nhà nghiên cứu cho biết.

Các nhà nghiên cứu cho biết việc xác định vị trí của từng phân tử tương tự như cách các tháp điện thoại di động lập lưới tam giác các vị trí của điện thoại di động gần đó.

Kỹ thuật này có thể giúp các nhà nghiên cứu hiểu rõ hơn về các loại bệnh khác nhau ở người. Chẳng hạn, trong nghiên cứu, các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng kính hiển vi DNA có thể lập bản đồ vị trí của các tế bào ung thư ở người trong một mẫu. Những thẻ DNA tổng hợp này thậm chí có thể giúp các nhà khoa học lập bản đồ vị trí của kháng thể, thụ thể và phân tử trên các tế bào khối u, họ nói.

“Chúng tôi đã sử dụng DNA theo cách tương tự về mặt toán học với các photon trong kính hiển vi ánh sáng”, Weinstein nói. “Điều này cho phép chúng ta hình dung sinh học như cách các tế bào nhìn thấy nó chứ không dưới góc độ mắt người”.

• Tế bào phát sáng ở sứa chẩn đoán sớm ung thư
• Australia: Thuốc mới giúp tế bào ung thư phát sáng