Động vật 'tự chữa lành' mở ra hy vọng cho y học tái tạo

Từ loài giun tái sinh toàn bộ cơ thể đến cá ngựa vằn liền tủy sống và thằn lằn mọc lại đuôi, các loài động vật có khả năng tái tạo phi thường đang truyền cảm hứng cho các liệu pháp điều trị ở người.

Nhiều loài động vật như giun dẹp, cá ngựa vằn, kỳ nhông hay thằn lằn xanh có thể phục hồi cơ thể sau chấn thương một cách đáng kinh ngạc - tái tạo tủy sống, mọc lại chân tay hoặc bộ phận bị mất. Trong khi đó, phần lớn động vật có vú, bao gồm con người, lại rất hạn chế về khả năng này. Theo Nature, nhờ những tiến bộ trong di truyền học, phân tích protein và công nghệ hình ảnh ở cấp độ tế bào đơn, các nhà khoa học nay đang từng bước ứng dụng những cơ chế tái tạo tự nhiên ở động vật vào điều trị y học tái tạo cho con người.

Tái tạo tủy sống nhờ cá ngựa vằn

Một con cá ngựa vằn có thể phục hồi vận động hoàn toàn chỉ sau 8 tuần kể từ khi bị đứt tủy sống. Nhóm nghiên cứu tại Đại học Washington (Mỹ) do tiến sĩ Mayssa Mokalled dẫn đầu đã xác định được một nhóm tế bào đóng vai trò then chốt trong quá trình này - và những tế bào này có họ hàng gần với tế bào sao ở bào thai người. Ở người, tế bào sao có thể tạo hàng rào bảo vệ vị trí tổn thương, nhưng đồng thời lại cản trở sự phục hồi thần kinh.

Khi đưa các phân tử tái tạo từ cá ngựa vằn vào tế bào sao người, nhóm nghiên cứu nhận thấy chúng bắt đầu biểu hiện và hoạt động giống như tế bào tái sinh ở cá. Khi các tế bào này được cấy vào chuột, chúng vẫn phát huy khả năng bảo vệ nhưng lại hạn chế được phản ứng cản trở hồi phục. Mokalled bày tỏ hy vọng có thể tiến xa hơn đến thử nghiệm lâm sàng.

Thằn lằn - họ hàng gần hơn với người

Do khoảng cách tiến hóa khá xa giữa cá và người, một số nhà khoa học lựa chọn đối tượng nghiên cứu gần gũi hơn. Tiến sĩ Albert Almada tại Đại học Nam California đang tập trung vào loài thằn lằn xanh Anolis - động vật gần nhất với con người có thể tái tạo hoàn toàn một chi thể. Người và thằn lằn chia sẻ nhiều gen giống nhau, giúp tăng tính khả thi khi chuyển giao cơ chế tái tạo.

Almada cho biết thằn lằn sở hữu một quần thể tế bào gốc cơ đặc biệt có thể sinh ra mô cơ mới hoàn toàn - điều mà tế bào gốc cơ ở chuột và người không làm được. Nghiên cứu sâu hơn về cơ chế này có thể mở đường cho các phương pháp điều trị bệnh teo cơ, tăng cường cơ bắp ở người cao tuổi hoặc hỗ trợ chữa lành vết thương.

Giun lông biển - mô hình “trẻ hóa” khả năng tái tạo

Một nghiên cứu khác do tiến sĩ Florian Raible tại Đại học Vienna thực hiện lại tìm kiếm lời giải từ loài giun lông biển Platynereis dumerilii. Loài sinh vật biển này có khả năng tái sinh ấn tượng khi còn non, nhưng giảm dần theo tuổi do thay đổi nội tiết. Điều này biến chúng thành mô hình lý tưởng để so sánh giữa khả năng tái tạo mạnh và suy giảm theo thời gian.

Khi cắt thân giun, nhóm của Raible quan sát thấy các tế bào gần vị trí vết thương bắt đầu chuyển hóa thành tế bào gốc và tái tạo lại cơ thể, bao gồm cả tế bào thần kinh. Quá trình này đi kèm với sự kích hoạt các phân tử tương đương “nhân tố Yamanaka” – những yếu tố mà giới khoa học dùng để biến tế bào trưởng thành thành tế bào giống phôi thai ở người. Theo Raible, điều này gợi ý rằng có thể tồn tại một con đường tự nhiên để khôi phục tế bào gốc từ mô trưởng thành – một bước tiến tiềm năng cho y học tái tạo trong tương lai.