Phương pháp biến đổi tế bào mỡ thành tế bào gan

Trong một thành tựu của thuật luyện đan hiện đại với tiềm năng to lớn cho ngành y học tái tạo, các nhà khoa học tại trường Đại Học Y Khoa Stanford (Stanford University School of Medicine) đã phát minh một phương pháp rất hiệu quả và nhanh gọn, có khả năng chuyển hóa các tế bào lấy từ tiến trình hút mỡ bình thường thành các tế bào gan.

Tiến bộ khoa học này được mô tả trong một nghiên cứu được công bố trên tạp chí Cấy Ghép Tế Bào (Cell Transplantation) số ra ngày 21 tháng 10.

Các nhà khoa học đã tiến hành các thử nghiệm ở chuột, nhưng các tế bào gốc chất béo (adipose stem cell) họ sử dụng được lấy từ các chất hút ra trong tiến trình hút mỡ ở người và biến thành các tế bào giống như gan người, các tế bào này phát triển trong cơ thể của các chú chuột. Phương pháp này hoàn toàn khác với những phương pháp tạo ra các tế bào gan từ các tế bào gốc phôi thai (embryonic stem cell) hoặc các tế bào gốc phát triển thành nhiều loại tế bào khác nhau (induced pluripotent stem cell – iPS). Mặc dù 2 phương pháp iPS và tế bào gốc phôi thai là đa năng – nghĩa là, trên nguyên tắc, chúng có thể phát triển thành mỗi loại tế bào trong cơ thể – nhưng 2 phương pháp này mang theo nguy cơ hình thành các khối u. Tuy nhiên, các tế bào do phương pháp mới này tạo ra, không bao gồm giai đoạn phát triển thành các loại tế bào khác nhau, không cho thấy bất kỳ dấu hiệu phát sinh khối u nào.

Gan là một phòng thí nghiệm hóa học của cơ thể. Nó tạo ra các phân tử sinh học phức mà chúng ta cần đến, rồi nó lọc và phân hủy các sản phẩm thải cũng như các chất độc, những sản phẩm độc hại này có thể tích lũy đến mức nguy hiểm nếu không được đào thải. Không giống như đa số các cơ quan khác của cơ thể, gan của người khỏe mạnh có thể tự tái tạo đến một mức độ đáng kể. Nhưng khả năng này không thể vượt qua được tình trạng nhiễm độc gan hoặc tổn thương gan nghiêm trọng do nghiện rượu mãn tính hoặc viêm gan do virut.

Suy gan cấp tính do thuốc acetaminophen đã gây ra 500 trường hợp tử vong mỗi năm và là nguyên nhân cho gần 60 000 ca cấp cứu và trên 25 000 trường hợp nhập viện hàng năm. Các loại chất độc do môi trường khác, bao gồm các loại nấm độc góp phần gây ra thêm nhiều trường hợp nữa.

Mọi khía cạnh của phương pháp biến đổi chất béo thành gan đều có thể áp dụng cho người, theo lời của Gary Peltz, tiến sĩ y khoa, giáo sư ngành gây mê và là tác giả của nghiên cứu này. Việc tạo ra các tế bào theo phương pháp iPS đòi hỏi phải đưa vào các gen lạ và các gen có thể gây ung thư (carcinogenic gene). Nhưng phương pháp tế bào gốc chất béo chỉ đơn thuần là lấy từ các mô mỡ. Tiến trình này mất khoảng 9 ngày từ lúc bắt đầu cho đến lúc kết thúc – đủ nhanh để tái tạo mô gan ở các nạn nhân bị nhiễm độc gan cấp tính, thông thường những người này sẽ bị tử vong trong vòng vài tuần, trừ khi được ghép gan.

Có khoảng 6300 trường hợp ghép gan được thực hiện hàng năm ở Hoa Kỳ, với khoảng 16 000 bệnh nhân đang nằm trong danh sách chờ đợi. Mỗi năm, có trên 1400 người tử vong trước khi tìm được gan thích hợp cho họ. Mặc dù có thể cứu sống được bệnh nhân, nhưng tiến trình ghép gan tỏ ra khá phức tạp, nhiều rủi ro, và thậm chí khi thực hiện thành công, vẫn có nhiều biến chứng sau này.

“Chúng tôi tin rằng phương pháp này sẽ được chuyển giao cho các cơ quan y tế”, tiến sĩ Peltz nói. “Và bởi vì mô gan mới hình thành phát sinh từ các tế bào của chính cá nhân đó, nên chúng tôi kỳ vọng rằng không cần dùng đến các loại thuốc ức chế miễn dịch”.

Theo lời tiến sĩ Peltz, các tế bào gan không thuộc những dạng mà tế bào gốc chất béo thường biến đổi thành.

Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu của trường Đại Học Stanford tin rằng điều này có thể xảy ra. Một phương pháp khác về khả năng chuyển hóa tế bào gốc chất béo từ tiến trình hút mỡ thành các tế bào giống gan (được gọi là i-Heps, Heps là chữ viết tắt của hepatocytes – các tế bào gan) đã được các nhà nghiên cứu Nhật Bản phát triển vào năm 2006. Nhưng phương pháp đó, phụ thuộc vào sự kích thích hóa học, mất khoảng 30 ngày hoặc lâu hơn và không hiệu quả; phương pháp này không có khả năng sản xuất đủ chất liệu để hình thành gan. (Làm việc với các tế bào theo phương pháp iPS còn mất nhiều thời gian hơn nữa; trước tiên các tế bào iPS phải được tạo ra từ các tế bào trưởng thành trước khi chúng có thể chuyển hóa thành các tế bào gan theo phương pháp i-Heps).

Sử dụng một phương pháp khác – tiến sĩ Peltz gọi là nuôi cấy tế bào hình cầu (spherical culture) – ông và các cộng tác viên đã có thể thực hiện tiến trình chuyển hóa trong vòng 9 ngày với mức độ hiệu quả là 37%, khi được so sánh với tỷ lệ thấp hơn nhiều (12%) khi được thực hiện bằng phương pháp trước hoặc sử dụng phương pháp iPS. (Tiến sĩ Peltz nói những cải thiện từ lúc công bố nghiên cứu cho đến nay đã giúp tạo được tỷ lệ vượt quá 50% trong vòng từ 7 đến 8 ngày).

Tiến sĩ Dan Xu, tác giả dẫn đầu của cuộc nghiên cứu, đã phỏng theo phương pháp nuôi cấy tế bào hình cầu từ công trình nghiên cứu tế bào gốc phôi thai trước đây. Thay vì phát triển trên các mặt phẳng trong đĩa thử nghiệm, các tế bào gốc chất béo được nuôi cấy trong một hệ thống treo chất lỏng (liquid suspension), trong đó các tế bào hình thành các dạng hình cầu. “Phương pháp này xem ra làm cho các tế bào vui vẻ hơn”, tiến sĩ Peltz nói.

Khi họ có đủ các tế bào, các nhà nghiên cứu kiểm tra chúng bằng cách tiêm chúng vào cơ thể các chú chuột trong phòng thí nghiệm có hệ miễn dịch bị suy giảm, và các chú chuột này có khả năng tiếp nhận các mẫu ghép từ người. Những chú chuột này đã được cải biến sinh học (bioengineered) vào năm 2007, trong một sự cộng tác giữa phòng thí nghiệm của tiến sĩ Pelt và đồng tác giả, tiến sĩ y khoa Toshihiko Nishimura, và các nhà khoa học khác tại Viện Thí Nghiệm Động Vật Trung Tâm (Central Institute for Experimental Animals) có trụ sở tại Tokyo, Nhật Bản. Chỉ có gan của những chú chuột này mới chứa thêm một gen có khả năng chuyển hóa chất kháng virut gancyclovir thành một chất độc tiềm năng. Khi các chú chuột này được tiếp nhận gancyclovir, các tế bào gan của chúng chết đi rất nhanh.

Ở giai đoạn này, các nhà nghiên cứu đã tiêm 5 triệu tế bào i-Heps vào gan chuột. Để làm được việc này – một thành tựu to lớn, vì các cơ quan nhỏ bé này chỉ cân nặng khoảng 1,8 g – họ sử dụng một tiến trình tiêm được hướng dẫn bằng siêu âm, phương pháp này thường được sử dụng trong các phòng khám về đường ruột và dạ dày cho các kiểm tra sinh thiết (biopsy).

Bốn tuần sau đó, các nhà khoa học kiểm tra máu của các chú chuột này và đã tìm thấy một loại protein (albumin trong huyết thanh của người) chỉ được sản sinh bởi các tế bao gan người, và được chứng minh là một chất đại diện chính xác cho số lượng các tế bào gan người mới hình thành trong gan của các chú chuột thí nghiệm này. Máu của các chú chuột này chứa một số lượng đáng kể albumin huyết thanh, gần như tăng gấp ba lần trong 4 tuần kế tiếp. Hàm lượng chất này trong máu tương ứng với sự tái tạo khoảng 10 – 20% số lượng gan của chuột đã bị hủy hoại trước đây bằng mô gan người mới hình thành. (Các nghiên cứu trước đây chỉ cho thấy một số lượng rất nhỏ protein albumin huyết thanh người được sản sinh ở mức cao nhất trong cơ thể những chú chuột tiếp nhận số lượng tương tự các tế bào i-Heps).

Các xét nghiệm máu cũng tiết lộ rằng mô gan mới hình thành trong cơ thể các chú chuột này đang thực hiện chức năng lọc chất thải. Việc kiểm tra bản thân các cấu trúc gan mới hình thành cho thấy rằng các tế bào cấy ghép đã hợp nhất tạo thành cấu trúc gan, biểu thị các chất đánh dấu bề mặt đặc thù của các tế bào gan trưởng thành của người và sản sinh các cấu trúc đa bào cần thiết cho quá trình hình thành ống dẫn mật trong cơ thể người. Các kiểm tra khác đã chỉ ra rằng các tế bào i-Heps được nuôi cấy dạng hình cầu có nhiều đặc điểm giống với các tế bào gan người tự nhiên hơn so với các tế bào i-Heps được tạo ra từ các tế bào iPS.

Theo Stanford School of Medicine

Theo thamkhaoyhoc.org  31/10/2013

Bài viết cùng chủ đề

• Suy gan – dễ mắc, khó chữa
• Gan có thể “ăn tranh” protein của não
• Thuốc thí nghiệm chữa viêm gan C trong các thử nghiệm nhỏ
• Viêm gan-Chứng thiếu dương và bài thuốc Tiểu sài hồ thang.
• Ghép tế bào gốc điều trị thoái hóa khớp
• Cà phê giúp điều trị viêm gan
• Ghép tế bào gốc điều trị thoái hóa khớp
• Kỳ diệu phương pháp phục hồi lá gan bị hỏng thay vì ghép gan
• Ích lợi của việc bảo vệ gan
• Uống nhiều cà phê sữa dễ hại gan

Comments

comments