Một số sinh vật thường có khả năng bẩm sinh tự mọc lại một chi như kỳ nhông, sao biển, cua, thằn lằn và sa giông. Những sức mạnh phi thường như vậy luôn khiến giới chuyên gia tò mò và tìm cách “săn lùng”, tái tạo cơ chế. Điều này rất có ý nghĩa với hàng triệu người bị mất tứ chi vì bẩm sinh hay tai nạn, bệnh nhân tiểu đường.
Theo nghiên cứu được công bố trên tạp chí Science Advances ngày 26/1, nhóm chuyên gia tại Viện Wyss của Đại học Harvard và Đại học Tufts đã phát hiện loại thuốc giúp các chi của ếch có thể tự mọc lại.
Bước tiến đột phá
Mẫu vật được sử dụng trong nghiên cứu này là loại ếch móng vuốt châu Phi (Xenopus laevis). Theo CNN, nhóm chuyên gia có thể kích hoạt cơ chế tự mọc lại một chiếc chân bị cụt của loài ếch này.
Nhóm chuyên gia áp dụng hỗn hợp 5 loại thuốc vào gốc cây có cấu trúc tương tự gai của ếch thử nghiệm. Hỗn hợp thuốc được bôi trong 24 giờ. Sau 18 tháng, chân tay của ếch gần như đã hoạt động bình thường hoàn toàn. Những con ếch sống trong nước và có thể tự bơi, phản ứng lại khi chạm vào. Chúng cũng mọc lại một vài ngón chân, song chưa có lớp màng giữa những ngón này.
 |
| Hình ảnh một con ếch có móng vuốt châu Phi (Xenopus laevis). Ảnh: CNN. |
Theo nhóm nghiên cứu, chỉ sau thời gian ngắn tiếp xúc với hỗn hợp thuốc, các tế bào bắt đầu được kích thích để tái sinh. Điều đặc biệt là ngay cả những động vật khác không phải ếch, thuốc cũng có tác dụng kích thích sự phát triển và tổ chức tế bào. Nói cách khác, chúng giúp các tế bào chết sống lại.
Giáo sư James Monaghan, Đại học Northeastern, người không tham gia vào nghiên cứu, bày tỏ sự ngạc nhiên và cho rằng kết quả thu được rất “ấn tượng và thú vị”. Ông Monaghan giải thích: "Ếch Xenopus là giống loài lai giữa kỳ giông và động vật có vú. Kỳ nhông có thể mọc lại một chi gần như hoàn hảo và động vật có vú sẽ tạo ra vết sẹo sau khi cắt cụt chi. Nghiên cứu này rất có ý nghĩa vì nó chỉ ra các chi có thể được tái tạo nhờ loại thuốc mới”.
Giáo sư Mike Levin, Giám đốc Trung tâm Khám phá Allen tại Đại học Tufts, tác giả chính, cho biết chiến lược mà nhóm sử dụng là dựa trên việc kích hoạt các cơ chế ngủ đông trong cơ thể ếch, thay vì cố gắng quản lý sự phát triển vi mô của nó.
“Tôi nghĩ cách để thực sự đạt tới y học tái sinh là khai thác trí tuệ tập thể của các tế bào trong cơ thể. Chúng có cơ chế riêng để xây dựng tất cả cơ quan này và từng làm điều đó trong quá trình phát triển phôi thai”, GS Levin nói thêm.
 |
| Mô ếch được tái sinh hoàn toàn sau 18 tháng sử dụng hỗn hợp thuốc. Ảnh: Đại học Tufts. |
Chìa khóa cho tái sinh nhờ cơ chế tự tái tạo tế bào
Loại thuốc mà nhóm chuyên gia sử dụng gồm các phân tử quan trọng với sự phát triển của tứ chi hoặc mang đặc tính chống viêm. GS Levin cho hay đây là loại “cocktail” thuốc đầu tiên họ thử nghiệm và đã tính toán nhiều sự kết hợp cũng như yếu tố tăng trưởng để mang lại kết quả tốt nhất.
Vị chuyên gia cũng tiết lộ các chi mọc ra có chu vi như chi bình thường của ếch. Nếu có thêm thời gian, màng chân của chúng sẽ được tái tạo đầy đủ.
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng hỗn hợp thuốc trên hơn 100 con ếch. Tuy nhiên, không phải chú ếch nào cũng cho ra kết quả khả quan. Ếch cũng có cấu trúc cơ thể không giống chuột thí nghiệm nên họ sẽ thử nghiệm kỹ thuật trên động vật có vú.
Trước đó, GS Levin và cộng sự từng sử dụng tế bào gốc của loài ếch này và tạo ra robot sống đầu tiên có thể tự “sinh con”, phân tách tế bào, còn được gọi là xenobots. Xenobots có chiều rộng chưa đến một milimet (0,04 inch). Chúng được phát hiện lần đầu tiên vào năm 2020 sau khi các thí nghiệm cho thấy chúng có thể di chuyển, làm việc nhóm và tự chữa lành.
 |
| “Xenobot bố mẹ” hình chữ C thu thập và nén các tế bào gốc lỏng lẻo lại với nhau thành từng cụm để chúng có thể dần dần trưởng thành. Khi những cụm này phát triển, các tác giả gọi chúng là con của xenobots. Ảnh: CNN. |
Để tạo ra xenobots, các nhà nghiên cứu đã cạo các tế bào gốc sống từ phôi ếch có móng vuốt châu Phi (Xenopus laevis) và ủ chúng trong môi trường đặc biệt. Ngoài ra, họ không can thiệp bất kỳ công đoạn nào liên quan gene.
PGS Ashley Seifert, Đại học Kentucky, chuyên gia về sự tái sinh của động vật, người không tham gia nghiên cứu, đánh giá cao công trình của các tác giả tại Viện Wyss.
“Những tiến bộ trong lĩnh vực chân tay giả mang lại nhiều hy vọng hơn cho người bị mất tứ chi vì tai nạn hay bệnh tiểu đường. Chúng ta có thể đặt hy vọng liệu ngày nào đó con người cũng có thể tái tạo như vậy không?”, ông nói.
Trong khi đó, GS Monaghan nhận định: “Ngay lập tức ứng dụng công nghệ này cho con người là điều khó có thể xảy ra. Bởi sự quá trình tăng đột biến tái sinh không xảy ra ở người như ếch Xenopus. Tuy nhiên, công trình nghiên cứu này rất thú vị vì nó cho thấy rằng các quá trình tái tạo nội sinh có thể được tăng cường bằng thuốc”.
