Điều trị thành công chấn thương cột sống bằng tế bào gốc trên chuột
Các nhà khoa học đã tạo ra một loại tế bào thần kinh đặc biệt từ các tế bào gốc người có thể có khả năng làm lành vết thương tủy sống sau khi chấn thương cột sống. Những tế bào này, được gọi là các neuron V2a, có thể dẫn truyền tín hiệu trong tủy sống để giúp kiểm soát chuyển động. Khi các nhà nghiên cứu cấy ghép các tế bào này vào các tủy sống chuột, các tế bào thần kinh trung gian hình thành và tích hợp với các tế bào hiện có.
V2a nối các tín hiệu tiếp nối từ não đến tủy sống, nơi mà chúng kết nối với các neuron vận động đến tay và chân. Các tổn thương ở neuron trung gian V2a có thể cắt đứt sự truyền tín hiệu giữa não và các chi làm tê liệt sau tổn thương tủy sống.
Tác giả Todd McDevitt, một nhà nghiên cứu cao cấp tại Gladstone, cho biết: “Những neuron trung gian có thể tạo ra đường truyền thần kinh sau khi chấn thương tủy sống, nên chúng trở thành một mục tiêu điều trị đầy hứa hẹn. “Mục tiêu của chúng tôi là nối lại các mạch khiếm khuyết bằng cách thay thế các neuron trung gian bị hư hỏng để tạo ra những con đường mới để truyền tín hiệu xung quanh khu vực tổn thương.”
Một số thử nghiệm lâm sàng đang thử nghiệm các liệu pháp thay thế tế bào để điều trị các tổn thương tủy sống. Hầu hết các thử nghiệm này liên quan đến tế bào gốc thần kinh có nguồn gốc từ tế bào gốc, có thể biến thành một số loại khác nhau của não hoặc các tế bào tủy sống, hoặc các tế bào tiền thân của tế bào thần kinh nhiều nhánh, tạo ra các vỏ myelin cách điện và bảo vệ các tế bào thần kinh. Tuy nhiên, các phương pháp tiếp cận này không thể tạo ra các loại neuron tủy sống.
Trong nghiên cứu hiện tại, được công bố trong Proceedings of the National Academy of Sciences, các nhà nghiên cứu đã tạo ra sự liên kết giữa các tế bào gốc người V2a từ tế bào gốc người. Họ đã xác định được một loại cocktail gồm các hóa chất đã dần dần biệt hoá các tế bào gốc thành các neuron V2a mong muốn. Bằng cách điều chỉnh lượng chất và mỗi lần thêm vào, các nhà khoa học có thể tạo ra một lượng lớn các interneuron V2a từ tế bào gốc.
Tác giả Jessica Butts, một nghiên cứu sinh của phòng thí nghiệm McDevitt cho biết, “Thử thách chính của chúng tôi là tìm ra đúng thời điểm và nồng độ của các phân tử báo hiệu có thể tạo ra các nơron V2a thay vì các loại tế bào thần kinh khác, chẳng hạn như neuron vận động. “Chúng tôi đã sử dụng kiến thức của chúng tôi về cách mà tủy sống phát triển để xác định sự kết hợp đúng đắn giữa hóa chất và cải tiến quy trình của chúng tôi để cho chúng ta có nồng độ cao nhất của các neuron V2a.”
Phối hợp với nghiên cứu của Linda Noble tại Đại học California, San Francisco (UCSF), các nhà khoa học đã cấy ghép các interneuron V2a vào các tủy sống của những con chuột khỏe mạnh. Trong môi trường mới, tế bào trưởng thành thích hợp và tích hợp với các tế bào tủy sống hiện có. Điều quan trọng là những con chuột có thể di chuyển bình thường sau khi điều trị.
Đồng tác giả, tiến sĩ Dylan McCreedy cho biết: “Chúng tôi rất vui mừng khi thấy rằng các tế bào được cấy ghép đã tạo ra trục dài ở cả hai hướng – một đặc điểm chính của các interneuron V2a – và chúng bắt đầu kết nối với các neuron.”
Các nhà nghiên cứu cho biết bước tiếp theo của họ là ghép các tế bào này vào những con chuột bị tổn thương tủy sống để xem liệu các neuron trung gian V2a có thể giúp khôi phục lại chuyển động sau khi đã xảy ra tổn thương. Họ cũng quan tâm đến việc khám phá vai trò tiềm ẩn của những tế bào này trong các mô hình rối loạn chuyển động thoái hóa thần kinh.
Tham khảo:
Jessica C. Butts. Differentiation of V2a interneurons from human pluripotent stem cells. PNAS, April 2017 DOI: 10.1073/pnas.1608254114
