Phương pháp mới điều trị suy tim: tái lập trình tế bào bình thường

Điều trị suy tim bằng cách tái lập trình các tế bào bình thường được các nhà nghiên cứu của UNC-Chapel Hill thực hiện thành công. Phương pháp này giúp chuyển nguyên bào sợi thành các tế bào cơ tim mới khỏe mạnh, phát minh này sẽ giúp ích nhiều trong điều trị các bệnh tim mạch trong lương lai.

Những tế bào cơ tim (màu xanh lá cây với hạt nhân màu xanh) đã được nguyên bào sợi trước tái lập trình

Ý tưởng nghiên cứu phương pháp điều trị suy tim mới

Bệnh tim giết chết hơn 600.000 người mỗi năm chỉ riêng ở Hoa Kỳ và là nguyên nhân tử vong hàng đầu cho cả nam và nữ. Suy tim xảy ra do tắc nghẽn động mạch vành, sau nhồi máu cơ tim, liên quan đến việc tái cấu trúc tế bào cơ tim, tạo nên những mô sẹo tim, làm mất dần chức năng tim.

Do vậy, mục tiêu điều trị suy tim là tạo ra các tế bào cơ tim khỏe mạnh để thay thế những tế bào tim đã bị suy yếu. Đây là cách các nhà khoa học hy vọng sẽ đảo ngược được tình thế khi tỷ lệ người mắc bệnh tim ngày một tăng cao. Mới đây, một nghiên cứu mới do các nhà khoa học của UNC-Chapel Hill cho thấy cơ chế phân tử sẽ có vai trò quan trọng và hữu ích trong việc phát triển phương pháp điều trị suy tim bằng cách tái lập trình tế bào.

Trong nghiên cứu này, hai phòng thí nghiệm tại UNC và một nhóm tại Đại học Princeton tiến hành tái lập trình các tế bào bình thường được gọi là nguyên bào sợi thành tế bào cơ tim mới khoẻ mạnh.

"Từ những nghiên cứu này, chúng tôi có thể xác định các cách để tăng hiệu quả của quá trình tái cấu trúc nguyên bào sợi", tiến sĩ Frank Conlon, giáo sư về di truyền học của UNC School of Medicine và Giáo sư sinh vật học của trường Đại học Mỹ thuật và Khoa học UNC cho biết.

Quá trình nghiên cứu tìm ra con đường mới trong điều trị suy tim

Với những trường hợp đã tổn thương cơ tim, sẽ rất hạn chế khả năng sinh ra tế bào mới thay thế các tế bào bị tổn thương. Do đó, các nhà khoa học đã thử nghiệm các kỹ thuật để biến đổi các nguyên bào sợi - các tế bào tạo collagen có nhiều trong tim - thành các tế bào cơ tim mới. Kết quả của nghiên cứu này trên động vật đã thành công trong việc tái lập trình tế bào trị liệu và có dấu hiệu cải thiện chức năng tim. Nhưng để đạt được hiệu quả khi ứng dụng trong lâm sàng, nhóm nghiên cứu cần tiếp tục tiến hành nghiên cứu sâu hơn, trên đối tượng người bệnh.

Trong nghiên cứu này, phòng thí nghiệm của Conlon - Viện nghiên cứu tim mạch UNC McAllister và tiến sĩ Li Qian - phòng thí nghiệm ở Princeton của Ileana Cristea, đã sử dụng các kỹ thuật tiên tiến để lập trình tự thay đổi hàm lượng protein trong nguyên bào sợi khi chúng trải qua quá trình tái lập các tế bào cơ tim. Đầu tiên chúng kích hoạt quá trình tái lập bằng cách sử dụng kỹ thuật mà Li Qian phát triển vào năm 2012. Họ phơi nhiễm các nguyên bào sợi với một retrovirus được thiết kế đi vào tế bào và bắt đầu tạo ra 3 protein “phiên mã” chính, tái lập trình biểu hiện gen hiệu quả trong tế bào và biến thành các tế bào cơ tim trong vòng vài ngày.

Trong 3 ngày, các nhà nghiên cứu đã kiểm tra và phát hiện ra hàng nghìn protein riêng biệt trong các tế bào trong suốt quá trình chuyển đổi từ nguyên bào sợi sang tế bào cơ tim. Conlon nói: “Làm như vậy, chúng tôi đã quan sát được một loạt các phân tử được sắp xếp theo đúng vị trí”

Tuy nhiên, Conlon cho biết: “Ứng dụng của công nghệ này đã bị hạn chế bởi sự thiếu hiểu biết của chúng ta về các cơ chế phân tử thúc đẩy quá trình tái lập trực tiếp”.

Kết quả nghiên cứu cho thấy quá trình tái lập trình được bắt động vào khoảng 48 giờ sau khi vi rút xâm nhập vào các nguyên bào sợi và ảnh hưởng đáng kể đến sự đa dạng của 23 loại protein.

Một trong những thay đổi nổi bật nhất là sự gia tăng mạnh của một loại protein gọi là Agrin, được tìm thấy để thúc đẩy quá trình sửa chữa trong trái tim bị tổn thương. Agrin cũng ức chế một con đường khác gọi là con đường Hippo, để tham gia vào việc điều chỉnh kích thước cơ quan.

Mặc dù các nghiên cứu này chỉ mới dừng lại ở phòng thí nghiệm, trên động vật, các nghiên cứu trong tương lai sẽ cần phải xác định rõ hơn nhưng nó đã mở ta hy vọng trong điều trị suy tim và các bệnh tim mạch khác.

Biên tập viên sức khỏe Đông Tây

Nguồn tham khảo: https://www.sciencedaily.com/releases/2018/02/180213120454.htm