Nghiên cứu sản xuất da nhân tạo để chống lại quá trình lão hóa

TP - Đây là một phần của nghiên cứu nhằm tìm hiểu cách cơ thể con người tạo ra da, và phát hiện này có thể giúp làm chậm lại các dấu hiệu lão hóa theo thời gian.

Một nhóm nhà khoa học đã phát hiện cách mà cơ thể con người sản xuất da từ tế bào gốc, thậm chí tái tạo một lượng nhỏ da trong phòng thí nghiệm. Nghiên cứu này nhằm tìm hiểu cách mà các tế bào hình thành từng phần của cơ thể con người. Ngoài việc chống lão hóa, những phát hiện này cũng có thể được ứng dụng để sản xuất da nhân tạo phục vụ cấy ghép và ngăn ngừa sẹo.

Dự án Human Cell Atlas là một trong những chương trình nghiên cứu đầy tham vọng nhất trong lĩnh vực sinh học. Mặc dù mang tính quốc tế, nhưng dự án này hiện đang tập trung tại Viện Wellcome Sanger ở Cambridge (Anh).

Giáo sư Muzlifah Haniffa, một trong những người đứng đầu dự án, cho biết nghiên cứu này sẽ hỗ trợ các nhà khoa học điều trị bệnh hiệu quả hơn, khám phá những phương pháp mới để giúp chúng ta khỏe mạnh lâu dài và thậm chí có thể giúp trẻ hóa vẻ bề ngoài. “Nếu chúng ta hiểu cách các tế bào thay đổi từ giai đoạn phát triển ban đầu đến tuổi trưởng thành, chúng ta có thể tìm ra cách làm trẻ hóa các cơ quan và làn da”, giáo sư Haniffa cho biết.

Mặc dù tầm nhìn này vẫn còn khá xa, nhưng các nhà nghiên cứu gần đây đã đạt được những bước tiến đáng kể, đặc biệt trong việc hiểu cách các tế bào da phát triển trong thai kỳ - giai đoạn đầu tiên của sự phát triển con người.

Khi trứng được thụ tinh lần đầu, tất cả các tế bào của con người đều giống nhau. Tuy nhiên, sau ba tuần, một số gen cụ thể trong “tế bào gốc” này sẽ được kích hoạt, cung cấp hướng dẫn để chuyên hóa và kết tụ thành các phần khác nhau của cơ thể. Các nhà nghiên cứu đã xác định được gen nào sẽ được bật lên vào thời điểm nào và ở vị trí nào để hình thành cơ quan lớn nhất của cơ thể: da.

Được công bố trên tạp chí Nature, các nhà nghiên cứu đã cơ bản có được bộ hướng dẫn để tạo ra da người, mở ra nhiều khả năng thú vị. Chẳng hạn, họ phát hiện ra rằng da thai nhi có khả năng tự hồi phục mà không để lại sẹo. Bộ hướng dẫn này chi tiết về quy trình, và một lĩnh vực nghiên cứu mới sẽ xem xét khả năng sao chép quy trình này ở da người lớn để phục vụ cho phẫu thuật.

Trong một bước tiến quan trọng khác, các nhà khoa học phát hiện rằng các tế bào miễn dịch đóng vai trò thiết yếu trong quá trình hình thành mạch máu trên da. Họ đã sử dụng hóa chất để kích hoạt và vô hiệu hóa gen vào thời điểm và vị trí chính xác để nuôi cấy da nhân tạo từ tế bào gốc. 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 dùng nó như một phương pháp 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 cho biết.

Da nhân tạo cũng có thể được sử dụng để tìm 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 tiến hành phân tích 100 triệu tế bào từ các bộ phận khác nhau của cơ thể trong suốt tám năm qua. Dự án này đã tạo ra các bản đồ cho não và phổi, và hiện tại, các nhà nghiên cứu đang tập trung vào thận, gan và tim.

Theo giáo sư Sarah Teichmann từ Đại học Cambridge, một trong những nhà khoa học sáng lập và lãnh đạo Human Cell Atlas, giai đoạn tiếp theo là ghép nối các bản đồ riêng lẻ. “Điều này rất thú vị vì nó mang lại cho chúng ta những hiểu biết mới về sinh lý học, giải phẫu học, cũng như về con người. Nó sẽ dẫn đến việc viết lại sách giáo khoa về cơ thể, các mô và cơ quan của chúng ta, cùng cách chúng hoạt động”, bà chia sẻ.

Các hướng dẫn về cách phát triển của các bộ phận khác trong cơ thể sẽ được công bố trong những tháng tới – với hy vọng cuối cùng sẽ có được bức tranh tổng thể về cách mà con người được hình thành.