Các nhà nghiên cứu đã tìm ra một phương pháp mới để sản xuất tế bào máu người trong phòng thí nghiệm, mô phỏng quá trình này ở phôi thai tự nhiên. Đây là một đột phá tuyệt vời, mở ra những khả năng mới cho y học tái tạo, sử dụng tế bào của chính bệnh nhân để sửa chữa các mô bị tổn thương.
Các nhà khoa học tại Đại học Cambridge đã sử dụng tế bào gốc người để tạo ra các cấu trúc ba chiều giống phôi thai, tái tạo một số khía cạnh nhất định của quá trình phát triển ban đầu ở người – bao gồm cả việc sản xuất tế bào gốc máu.
Tế bào gốc máu người, còn được gọi là tế bào gốc tạo máu, là những tế bào chưa trưởng thành có thể phát triển thành bất kỳ loại tế bào máu nào, bao gồm hồng cầu vận chuyển oxy và nhiều loại bạch cầu quan trọng đối với hệ miễn dịch.
Các cấu trúc giống phôi thai, được các nhà khoa học đặt tên là ‘hematoid’, có khả năng tự tổ chức và bắt đầu sản xuất máu sau khoảng hai tuần phát triển trong phòng thí nghiệm – mô phỏng quá trình phát triển ở phôi thai người.
Những cấu trúc này khác với phôi thai người thực sự ở nhiều điểm, và không thể phát triển thành phôi thai người thực sự vì chúng thiếu một số mô phôi, cũng như túi noãn hoàng và nhau thai hỗ trợ cần thiết cho sự phát triển tiếp theo.
Hematoid có tiềm năng thú vị, giúp chúng ta hiểu rõ hơn về quá trình hình thành máu trong quá trình phát triển ban đầu của con người, mô phỏng các rối loạn máu như bệnh bạch cầu, và sản xuất tế bào gốc máu lâu dài để cấy ghép.
Tế bào gốc người được sử dụng để tạo ra hematoid có thể được tạo ra từ bất kỳ tế bào nào trong cơ thể. Điều đó có nghĩa là phương pháp này ẩn chứa tiềm năng to lớn cho y học tái tạo cá nhân trong tương lai, bằng cách cho phép sản xuất máu hoàn toàn tương thích với cơ thể của chính bệnh nhân.
Cấu trúc tự tổ chức
Mô hình phôi người mới mô phỏng những thay đổi tế bào xảy ra trong giai đoạn đầu phát triển của con người, khi các cơ quan và hệ thống máu của chúng ta bắt đầu hình thành.
Nhóm nghiên cứu đã quan sát sự xuất hiện của những hematoid ba chiều dưới kính hiển vi trong phòng thí nghiệm. Đến ngày thứ hai, chúng đã tự tổ chức thành ba lớp mầm – được gọi là ngoại bì, trung bì và nội bì – nền tảng của cấu trúc cơ thể người, đóng vai trò quan trọng trong việc định hình mọi cơ quan và mô, bao gồm cả máu.
Đến ngày thứ tám, các tế bào tim đập đã hình thành. Những tế bào này cuối cùng tạo nên tim trong phôi người đang phát triển.
Đến ngày thứ mười ba, nhóm nghiên cứu thấy những mảng máu đỏ xuất hiện trong các hematoid. Họ cũng đã phát triển một phương pháp chứng minh rằng tế bào gốc máu trong hematoid có thể biệt hóa thành nhiều loại tế bào máu khác nhau, bao gồm các tế bào miễn dịch chuyên biệt, chẳng hạn như tế bào T.
Kết quả nghiên cứu làm sáng tỏ nguyên nhân con người phát triển sớm
Các mô hình phôi có nguồn gốc từ tế bào gốc rất quan trọng để nâng cao hiểu biết của chúng ta về sự phát triển sớm của con người.
Các tế bào máu trong hematoid phát triển đến giai đoạn tương ứng với tuần thứ tư đến tuần thứ năm của quá trình phát triển phôi thai người. Giai đoạn rất sớm này của sự sống không thể được quan sát trực tiếp trong phôi thai người thực sự vì lúc này phôi thai đã được cấy ghép vào tử cung của người mẹ.
Có những quy định rõ ràng về việc xây dựng mô hình phôi thai người dựa trên tế bào gốc, và tất cả nghiên cứu mô hình hóa sự phát triển phôi thai người phải được ủy ban đạo đức phê duyệt trước khi tiến hành. Nghiên cứu này đã nhận được các phê duyệt cần thiết và bài báo kết quả đã được bình duyệt.
Các nhà khoa học đã được cấp bằng sáng chế cho công trình này thông qua Cambridge Enterprise, bộ phận đổi mới của Đại học Cambridge, nơi giúp nhà nghiên cứu chuyển đổi công trình của họ thành sản phẩm mang tính kinh tế và xã hội hàng đầu toàn cầu.
