Công bố mới phát hiện những yếu tố khi cho vào môi trường nuôi cấy tế bào gốc sẽ chuyển chúng thành những tế bào β tụy thực hiện được chức năng trong vài tuần.
Hi vọng từ phòng thí nghiệm
Hơn 10 năm qua, nghiên cứu về phẫu thuật ghép tụy hay cấy tiểu đảo tụy tuy đem lại rất nhiều hi vọng vì những bệnh nhân được cấy tiểu đảo tụy người sống được hơn năm năm mà không cần chích insulin. Nhưng số tiểu đảo tụy cực kỳ hạn chế, không thể kiếm đủ số lượng tế bào β cho một bệnh nhân.
Những năm gần đây, phát kiến về tế bào gốc phôi thai và tế bào gốc đa năng đã lóe lên hi vọng về những tế bào mới có thể được tạo ra để thay thế tế bào đã chết vì bệnh lý và để tìm kiếm thuốc mới.
Nổi bật trong sinh học tế bào gốc đối với bệnh ĐTĐ là thí nghiệm về tế bào gốc nhằm sản sinh ra tế bào β trưởng thành đầy đủ chức năng.
Trước đây những tế bào tạo ra từ tế bào gốc đa năng người thiếu nhiều chức năng của tế bào β thật. Điều quan trọng hơn là chúng không làm hạ đường huyết sau khi cấy vào động vật thí nghiệm.
Vấn đề là làm sao biệt hóa được chúng thành tế bào β? Trên chuyên san Cell ngày 9-10, báo cáo của nhóm nghiên cứu thuộc Viện Tế bào gốc của ĐH Harvard công bố phát hiện những yếu tố mà khi cho vào môi trường nuôi cấy tế bào gốc sẽ chuyển chúng thành những tế bào β tụy thực hiện được chức năng trong vài tuần.
Nhờ những nghiên cứu về sự phát triển của tụy trên mô hình động vật đã biết từ trước, nhóm nghiên cứu tìm được những gen và tín hiệu riêng đối với tụy tạng.
Những tế bào β lấy từ tế bào gốc được nuôi cấy này mang những chỉ dấu vốn có ở tế bào β người trưởng thành, có khả năng chuyển dịch dòng ion Ca2+ xuyên màng đáp ứng với glucose, dự trữ được insulin trong các tiểu hạt và bài tiết lượng insulin tương đương tế bào β của người trưởng thành khi thử làm tăng glucose thực nghiệm.
Nhóm nghiên cứu cũng thiết kế được một phương pháp nuôi cấy tăng theo cấp độ có thể tạo ra hàng trăm triệu tế bào từ hPSC trong thực nghiệm. Điều này hứa hẹn cung cấp một nguồn tế bào β lớn chưa từng có trong lịch sử phát minh ra thuốc và liệu pháp cấy ghép tế bào trong bệnh ĐTĐ.
Giải quyết được vấn đề “số lượng”
Có thể nói chắc chắn rằng loài người đã tạo được tế bào β từ tế bào gốc đa năng trong thực nghiệm. Những kết quả vừa công bố cho thấy chức năng của chúng tương tự tế bào β nguyên thủy cả trong phòng thí nghiệm lẫn sau khi cấy vào cơ thể chuột.
Những tế bào này được tạo ra với số lượng lớn mà không cần thay đổi hay điều chỉnh gen. Mặc dù không phải tất cả tế bào thu được ở cuối quy trình đều là tế bào β từ tế bào gốc, tỉ lệ phần trăm của các tế bào có chỉ dấu NKX6-1+/C-peptide+ trong đám tế bào thu được này rất giống với tiểu đảo tụy của người.
Kích thước của các đám tế bào này hơi lớn hơn tiểu đảo tụy tự nhiên ở người. Điều này đánh dấu cột mốc quan trọng đưa sinh học tế bào gốc vào lâm sàng, vì sẽ điều trị được cho hàng triệu người bệnh ĐTĐ type 1 mới mắc.
Mặc dù kiểu trình diện gen của tế bào β từ tế bào gốc giống với tế bào β của người trưởng thành hơn của bào thai nhưng vẫn còn vài khác biệt. Nhóm nghiên cứu dự kiến có thể phải thay đổi môi trường nuôi cấy thêm nữa, thêm một số yếu tố nào đó để chúng giống các tế bào β thật hơn hoặc kết hợp tế bào trung mô hoặc nội bì ở tụy vào môi trường cấy.
Kỹ nghệ mô của tuyến tụy sẽ lồng ghép với tụy ngoại tiết và ống tụy để tạo thành cấu trúc tụy nhân tạo chuyên biệt. Còn khá nhiều việc phải tiếp tục để đạt được thành tựu hướng đến mục đích điều trị, xây dựng mô hình bệnh tật, khám phá thuốc mới hoặc kỹ nghệ mô.
* glucagon: hormone do tụy bài tiết, làm tăng glucose máu nghịch với tác dụng của insulin.
Nguồn: Generation of Functional Human Pancreatic β Cells In Vitro. Cell Vol 159(2):428-439 Felicia W. Pagliuca3Jeffrey R. Millman3Mads Gürtler3
