Phương pháp tác động gene giúp các tế bào da trẻ hơn đến 40 tuổi

Quá trình của một số thay đổi liên quan đến tuổi tác có thể được đo lường và sử dụng để dự đoán.

Việc tái lập trình tế bào gốc đa năng cảm ứng (iPSC) là một quá trình mà trong đó bất kỳ tế bào nào cũng có thể được chuyển đổi thành trạng thái giống như tế bào gốc phôi. Tế bào gốc phôi có thể được tạo thành bất kỳ tế bào nào. Do đó, iPSC có thể đảo ngược những thay đổi liên quan đến tuổi tác, bao gồm tiêu hao telomere và căng thẳng oxy hóa.

Một dạng ban đầu của kỹ thuật này đã được sử dụng trên cừu "Dolly", loài động vật có vú đầu tiên được nhân bản từ tế bào soma trưởng thành vào năm 1996.

Nghiên cứu cho thấy rằng các phương pháp tiếp cận iPSC ngắn hạn có thể duy trì nhận dạng tế bào và đảo ngược các thay đổi liên quan đến tuổi tác ở chuột.

Việc tìm hiểu liệu phương pháp tái lập trình một phần iPSC có thể làm trẻ hóa các tế bào của con người hay không có thể giúp các nhà nghiên cứu phát triển các phương pháp điều trị mới cho các bệnh liên quan đến tuổi tác, bao gồm bệnh tim, tiểu đường và rối loạn thần kinh.

Trong một nghiên cứu gần đây, các nhà khoa học đã áp dụng kỹ thuật iPSC một phần cho các tế bào da ở độ tuổi trung niên.

Theo các biện pháp phân tử, họ phát hiện ra rằng các tế bào trở nên trẻ hơn đến 40 tuổi, bao gồm cả việc khóa các methyl hóa DNA và transcriptomes.

"Chúng tôi đã chứng minh rằng với việc sử dụng kỹ thuật này trong phòng thí nghiệm, chúng tôi có thể trẻ hóa các tế bào" - TS Ines Milagre đến từ Viện Gulbenkian de Ciencia (Bồ Đào Nha), một trong những tác giả của nghiên cứu trên cho biết.

"Những tế bào này có vẻ giống tế bào trẻ hơn, ít nhất là một phần trong các chức năng mà chúng tôi đã thử nghiệm, chẳng hạn như sản xuất collagen và trong các xét nghiệm chữa lành vết thương" – bà Milagre nói.

"Các nhà nghiên cứu trên cho thấy rằng nếu họ cố gắng tạo ra iPSCs từ da, nhưng dừng quá trình này lại một phần thì họ sẽ thu được những tế bào da có các đặc tính tương tự như tế bào da của những người trẻ hơn" - TS David J. Cutler - chuyên gia về di truyền học con người tại Trường Y ĐH Emory, người không tham gia nghiên cứu nói.

Tuy  nhiên, TS.Cutler nói rằng một tuyên bố đáng kinh ngạc như vậy đòi hỏi nhiều bằng chứng hơn nhiều.

Trẻ hóa tế bào da

Các nhà nghiên cứu đã đưa các vectơ virus vào tế bào da từ ba người hiến tặng biểu sinh ở độ tuổi 45, 49 và 55 tuổi cho nghiên cứu. Các vectơ virus đã tác động lên sự biểu hiện của bốn protein được gọi là yếu tố Yamanaka có thể gây ra sự hình thành tế bào gốc.

Tuy nhiên, thay vì để các tế bào tiếp xúc với các vectơ virus trong 50 ngày cần thiết để tái lập trình hoàn chỉnh tế bào, họ đã loại bỏ các tế bào sau 10, 13, 15 hoặc 17 ngày.

Khi đo tuổi methyl hóa DNA của tế bào, họ phát hiện ra rằng 10 ngày tiếp xúc làm giảm tuổi tế bào 20 năm và 17 ngày tiếp xúc là 40 năm.

Các nhà nghiên cứu đã báo cáo kết quả tương tự từ các biện pháp tế bào khác. Họ cũng phát hiện ra rằng các đồng hồ biểu sinh khác có thể trẻ hóa sau đó trong quá trình tái lập trình, cho thấy rằng quá trình trẻ hóa tế bào xảy ra theo từng giai đoạn.

Họ lưu ý thêm rằng sau 17 ngày, các tế bào có thể sẽ bước vào "giai đoạn ổn định", trong đó chúng sẽ không còn giữ được tính ban đầu.

Có thể ứng dụng vào thực tế?

Khi được yêu cầu bình luận về kết quả nghiên cứu, TS Cutler giải thích rằng các phép đo đồng hồ biểu sinh có thể không phản ánh cách các tế bào hoạt động trong cơ thể người.

 "Thực sự có rất ít bằng chứng cho thấy những tế bào này thực sự trẻ hơn hoặc sẽ hoạt động giống như những tế bào trẻ hơn nếu được đưa vào cơ thể người." – TS Cutler giải thích.

TS Milagre nhấn mạnh: "Đây chỉ là một thí nghiệm được thực hiện trong môi trường phòng thí nghiệm để xem liệu có thể làm trẻ hóa các tế bào hay không. Các vectơ và protein được sử dụng trong nghiên cứu này có thể gây nguy hiểm cho các tế bào bình thường, có khả năng biến chúng thành tế bào ung thư. Đây chỉ là bước đầu tiên, và nó còn rất xa so với một giải pháp lâm sàng" – TS.Milagre cho biết.

Hướng đi trong tương lai

Đề cập với việc phát hiện này có thể góp phần điều trị các bệnh liên quan đến tuổi tác như bệnh tim, tiểu đường và rối loạn thần kinh hay không, TS.Cutler cho biết: "Nghiên cứu của iPSC là một trong những nghiên cứu quan trọng nhất đang diễn ra trong lĩnh vực y tế. Nếu những kỹ thuật này thực sự hoạt động hiệu quả và có thể khái quát hóa, chúng có thể đơn giản hóa quá trình lấy 'tế bào' mới để trả lại cho bệnh nhân".

Mục tiêu tiếp theo của các nhà nghiên cứu là xem liệu công nghệ có thể hoạt động trên các mô khác như cơ, gan và tế bào máu hay không.

Cuối cùng, các nhà nghiên cứu hy vọng rằng phát hiện của họ có thể góp phần vào nỗ lực kéo dài khoảng cách sức khỏe của con người - trái ngược với tuổi thọ - để mọi người có thể già đi một cách khỏe mạnh hơn.