Nghiên cứu sản xuất da nhân tạo để chống già
Là một phần của nghiên cứu nhằm tìm hiểu cách cơ thể con người tạo ra da, khám phá này theo thời gian có thể được sử dụng để làm chậm các dấu hiệu lão hóa.
Một nhóm các nhà khoa học đã phát hiện ra cách cơ thể con người tạo ra da từ tế bào gốc và thậm chí tái tạo một lượng nhỏ da trong phòng thí nghiệm. Đây là một phần của nghiên cứu nhằm tìm hiểu cách các tế bào tạo ra từng bộ phận cơ thể con người. Ngoài việc chống lại quá trình lão hóa, những phát hiện này cũng có thể được sử dụng để sản xuất da nhân tạo để cấy ghép và ngăn ngừa sẹo.
Bằng cách hiểu cách da phát triển, các nhà nghiên cứu hy vọng có thể làm chậm các dấu hiệu lão hóa.
Dự án Human Cell Atlas là một trong những chương trình nghiên cứu đầy tham vọng nhất trong lĩnh vực sinh học. Dự án này mang tính quốc tế nhưng hiện tập trung tại Viện Wellcome Sanger ở Cambridge (Anh).
Một trong những người đứng đầu dự án, giáo sư Muzlifah Haniffa, cho biết dự án này sẽ giúp các nhà khoa học điều trị bệnh hiệu quả hơn, tìm ra những cách mới để giúp chúng ta khỏe mạnh lâu hơn và thậm chí có thể giúp chúng ta trông trẻ hơn. “Nếu chúng ta hiểu được cách các tế bào thay đổi từ giai đoạn phát triển ban đầu đến giai đoạn lão hóa ở tuổi trưởng thành, khi đó chúng ta có thể tìm hiểu làm thế nào để trẻ hóa các cơ quan, làm thế nào để làn da trẻ hơn”, giáo sư Haniffa cho biết.
Một mảng da nhỏ được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm.
Tuy tầm nhìn đó còn khá xa vời, nhưng gần đây các nhà nghiên cứu đã đang đạt được tiến bộ đáng kể, đặc biệt trong việc hiểu biết cách các tế bào da phát triển trong thai nhi - giai đoạn phát triển đầu tiên của con người.
Khi trứng được thụ tinh lần đầu, tất cả các tế bào của con người đều giống nhau. Nhưng sau ba tuần, một số gene cụ thể bên trong “tế bào gốc” này sẽ được kích hoạt, truyền đi các hướng dẫn về cách chuyên biệt hóa và kết tụ lại với nhau để tạo nên các phần khác nhau của cơ thể. Các nhà nghiên cứu đã xác định được gene nào sẽ được bật lên vào thời điểm nào và ở vị trí nào để hình thành nên cơ quan lớn nhất của cơ thể: da.
Được công bố trên tạp chí Nature, các nhà nghiên cứu về cơ bản đã có được bộ hướng dẫn để tạo ra da người, mở ra vô vàn khả năng thú vị. Ví dụ, các nhà khoa học đã biết rằng da thai nhi có thể lành lại mà không để lại sẹo. Bộ hướng dẫn có thông tin chi tiết về quá trình này, và một lĩnh vực nghiên cứu mới sẽ xem xét liệu nó có thể được sao chép ở da người lớn hay không, để sử dụng trong phẫu thuật.
Một bàn chân người đang phát triển, trên đó có các chấm màu khác nhau là các gene tạo nên xương, cơ và sụn
Trong một bước tiến lớn khác, các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng các tế bào miễn dịch đóng vai trò quan trọng trong quá trình hình thành mạch máu trên da. Họ đã sử dụng hóa chất để bật và tắt gene vào đúng thời điểm và đúng vị trí để nuôi cấy da nhân tạo từ tế bào gốc. Cho đến nay, họ đã nuôi cấy được những mảng da nhỏ và theo giáo sư Haniffa, mục tiêu cuối cùng là hoàn thiện kỹ thuật này. “Nếu bạn biết cách tạo ra da người, bạn có thể sử dụng như một cách cấy ghép mô cho bệnh nhân bị bỏng. Một ví dụ khác là nếu bạn có thể tạo ra nang tóc để thúc đẩy sự phát triển tóc cho những người hói”, bà nói.
Các gene được kích hoạt để phát triển phần ruột dưới.
Da nhân tạo cũng có thể được sử dụng để hiểu về các bệnh về da di truyền và thử nghiệm các phương pháp điều trị mới tiềm năng.
Dự án Human Cell Atlas đã phân tích 100 triệu tế bào từ các bộ phận khác nhau của cơ thể trong tám năm hoạt động. Dự án đã tạo ra các bản đồ của não và phổi và các nhà nghiên cứu hiện đang nghiên cứu thận, gan và tim.
Theo Giáo sư Sarah Teichmann của Đại học Cambridge, một trong những nhà khoa học sáng lập và lãnh đạo Human Cell Atlas, giai đoạn tiếp theo là ghép các bản đồ riêng lẻ lại với nhau. “Điều này vô cùng thú vị vì nó mang đến cho chúng ta những hiểu biết mới về sinh lý học, giải phẫu học, về chính con người. Nó sẽ dẫn đến việc viết lại sách giáo khoa về bản thân chúng ta, các mô và cơ quan của chúng ta và cách chúng hoạt động”, bà nói.
Các hướng dẫn về cách các bộ phận khác của cơ thể phát triển sẽ được công bố trong những tháng tới – cho đến khi cuối cùng chúng ta có được bức tranh hoàn chỉnh về cách con người được tạo ra.