Phương pháp tiếp cận dựa trên tế bào gốc này sẽ tái tạo vết thương cho làn da khỏe mạnh

Những người bị bỏng nặng, lở loét, hoặc các bệnh mãn tính như tiểu đường có nguy cơ phát triển các vết thương được gọi là loét da, có thể kéo dài qua nhiều lớp da.

Ngoài việc vô cùng đau đớn, những vết thương này có thể dẫn đến nghiêm trọng, đôi khi gây tử vong, nhiễm trùng hoặc cắt cụt chi. Thông thường, những vết loét này được điều trị bằng cách phẫu thuật ghép da hiện có để che vết thương. Tuy nhiên, khi vết loét đặc biệt lớn, việc ghép đủ da có thể là một thách thức. Trong những trường hợp như vậy, các nhà nghiên cứu có thể cô lập tế bào gốc da từ bệnh nhân, phát triển chúng trong phòng thí nghiệm và cấy chúng trở lại vào bệnh nhân. Nhưng thủ tục này tốn nhiều thời gian, rủi ro cho bệnh nhân và không nhất thiết phải hiệu quả.

Tỷ lệ bệnh đái tháo đường tăng mạnh một mình nhấn mạnh nhu cầu cấp thiết để phát triển các phương pháp mới, hiệu quả để điều trị loét da.

Phòng thí nghiệm của tôi tại Viện Salk tập trung vào phát triển các phương pháp tiếp cận dựa trên tế bào gốc để tái lập trình tế bào từ loại này sang loại khác cho mục đích y học tái tạo.

Trong một báo cáo trên tạp chí Thiên nhiên, chúng tôi mô tả một kỹ thuật mới để chuyển đổi trực tiếp các tế bào hiện diện tự nhiên trong vết thương hở thành tế bào da mới bằng cách lập trình lại các tế bào bị thương thành trạng thái giống như tế bào gốc, trong đó các tế bào trở lại trạng thái linh hoạt sớm hơn từ đó chúng có thể phát triển thành các loại tế bào khác nhau.

Một cộng tác viên nghiên cứu sau tiến sĩ trong phòng thí nghiệm của tôi, Masakazu Kurita, người có nền tảng về phẫu thuật thẩm mỹ, biết rằng một bước quan trọng trong việc chữa lành vết thương là sự di chuyển của các tế bào giống như tế bào gốc gọi là tế bào keratinocytes - từ da gần đó, không bị tổn thương - vào vết thương.

Tế bào sừng cơ bản là tiền thân của nhiều loại tế bào da khác nhau. Nhưng những vết thương lớn, nghiêm trọng như loét da không còn có tế bào keratinocytes cơ bản. Hơn nữa, khi những vết thương này lành, các tế bào nhân lên trong khu vực - được gọi là tế bào trung mô - chủ yếu liên quan đến việc đóng vết thương và viêm, nhưng chúng không thể tái tạo làn da khỏe mạnh.

Chúng tôi muốn chuyển đổi các tế bào trung mô này thành tế bào sừng cơ bản, mà không bao giờ lấy chúng ra khỏi cơ thể.

Để làm như vậy, chúng tôi đã so sánh mức độ của các protein khác nhau trong hai loại tế bào - tế bào trung mô và tế bào keratinocytes - để tìm ra những gì phân biệt chúng và tìm ra những gì chúng ta sẽ cần thay đổi để lập trình lại một loại tế bào khác.

Chúng tôi đã xác định được 55 protein, mà chúng tôi gọi là các yếu tố tái lập trình, có khả năng liên quan đến việc xác định và duy trì nhận dạng tế bào của các tế bào keratinocytes cơ bản. Chúng tôi đã tiến hành các thí nghiệm sâu hơn về từng yếu tố tái lập trình tiềm năng và thu hẹp danh sách xuống còn bốn yếu tố sẽ biến đổi tế bào trung mô thành tế bào keratinocytes cơ bản trong ống nghiệm trong các đĩa petri. Những tế bào keratinocytes sau đó hình thành tất cả các tế bào có trong làn da mới khỏe mạnh.

Sau đó, chúng tôi đã thử nghiệm sức mạnh của bốn yếu tố này để điều trị loét da trên chuột. Chỉ 18 ngày sau khi chúng tôi áp dụng một giải pháp tại chỗ có chứa bốn yếu tố này trực tiếp lên vết loét, chúng tôi đã thấy sự chữa lành xảy ra. Bốn yếu tố này đã lập trình lại các tế bào trung mô trong vết thương thành tế bào keratinocytes sau đó phát triển thành nhiều loại tế bào tạo nên làn da khỏe mạnh, đóng và chữa lành vết loét. Những tế bào này tiếp tục phát triển và tham gia vào vùng da xung quanh, ngay cả trong những vết loét lớn. Khi chúng tôi kiểm tra những con chuột ba tháng và sáu tháng sau, chúng tôi thấy rằng các tế bào mới được tạo ra có chức năng như làn da khỏe mạnh. Da động vật gặm nhấm chữa lành khác với da người, vì vậy không có mô sẹo có thể nhìn thấy, mặc dù nó đáng lẽ phải ở đó.

Công việc tiếp theo là cần thiết để đảm bảo sự an toàn của phương pháp này, đặc biệt là trong thời gian dài hơn nhiều, nhưng như một thử nghiệm ban đầu của khái niệm này, kết quả rất hứa hẹn.

Chúng tôi lạc quan rằng phương pháp của chúng tôi đại diện cho một bằng chứng ban đầu về nguyên tắc tái tạo in vivo của toàn bộ mô ba chiều, giống như da, không chỉ các loại tế bào riêng lẻ. Ngoài việc chữa lành vết thương, phương pháp của chúng tôi có thể hữu ích để sửa chữa tổn thương da, chống lại tác động của lão hóa và giúp chúng ta hiểu rõ hơn về bệnh ung thư da.

Bài viết này ban đầu được xuất bản trên Cuộc trò chuyện của Juan Carlos Izpisua Belmonte. Đọc văn bản gôc ở đây.