Phục hồi trí nhớ bằng tế bào gốc thần kinh

Mặc dù bộ não – thậm chí não người lớn dễ “dạy” (malleable) hơn chúng ta thường nghĩ, cuối cùng chúng cũng mắc những bệnh tật liên quan đến tuổi tác như chứng mất trí nhớ và mất chức năng nhận thức.

Một ngày nào đó, hy vọng chúng ta có thể thay thế tế bào não và hồi phục trí nhớ. Công trình nghiên cứu gần đây của giao sư tiến sĩ Ashok K. Shetty của khoa Y học Phân Tử và Tế Bào, trợ lý giám đốc của Viện Y học Tái Tạo và đồng thời nghiên cứu sự nghiệp của các nhà khoa học tại Hệ thống chăm sóc sức khỏe Veterans ở trung tâm Texas, và nhóm của ông ở Trường Cao Đẳng Y học – trung tâm Khoa học Sức Khỏe Texas A&M cung cấp thông tin về khả năng này nhờ một kỹ thuật mới về chuẩn bị tế bào gốc thần kinh của người cho và ghép vào não của người già.

Shetty và nhóm nghiên cứu của ông đã thu nhận tế bào gốc thần kinh và cấy chúng vào vùng hippocampus (tạm dịch là vùng hồi hải mã) trên mô hình động vật, đây là vùng đóng vai trò quan trọng trong việc tạo trí nhớ và kết nối chúng với cảm xúc) để tái tạo mô. Những phát hiện này được công bố trên tạp chí Stem Cells Translational Medicine.

Shetty cho biết: “Chúng tôi chọn vùng hippocampus bởi vì nó rất quan trọng trong việc học tập, ghi nhớ và tâm trạng. Chúng tôi quan tâm đến việc tìm hiểu sự lão hóa của não bộ, đặc biệt ở hippocampus dường như dễ bị tổn thương với những thay đổi liên quan đến tuổi tác”. Thể tích phần này của não dường như giảm xuống trong quá trình lão hóa và có thể làm giảm khả năng sản sinh tế bào thần kinh, gây giảm trí nhớ khi già đi ở một số người.

Vùng hippocampus lão hóa cũng biểu hiện những dấu hiệu suy thoái liên quan đến tuổi tác ở não bộ, như viêm mạn tính mức độ thấp và tăng phản ứng oxy hóa khử.

 “Chúng tôi rất vui mừng khi thấy rằng vùng hippocampus lão hóa có thể dung nạp các tế bào gốc thần kinh được ghép vào. Điều này có ý nghĩa cho việc điều trị các rối loạn thoái hóa thần kinh liên quan đến tuổi tác. Điều thú vị là các ổ tế bào gốc thần kinh có thể hình thành trong vùng hippocampus”. Bharathi Hattiangady, phó giáo sư của trường Cao Đẳng Y học A&M Texas và đồng tác giả đầu tiên của nghiên cứu đã cho biết.

Nghiên cứu trước đây của Shetty tập trung vào những lợi ích của resveratrol (một chất kháng oxy hóa được tìm thấy trong rượu vang đỏ và vỏ của quả nho đỏ, cũng như trong đậu phộng và một số hoa quả) cho vùng hippocampus. Mặc dù kết quả chỉ ra những lợi ích lớn trong việc ngăn ngừa mất trí nhớ ở tuổi già nhưng nghiên cứu mới nhất của ông cho thấy cách tác động trực tiếp đến chức năng cùng vùng hippocampus.

Với nghiên cứu mới nhất này, nhóm nghiên cứu cứu đã phát hiện ra các tế bào gốc thần kinh được ghép vào vùng hippocampus ở mô hình động vật trẻ tuổi rất tốt như theo mong đợi và cũng giống với mô hình động vật lớn tương đương với người khoảng 70 tuổi. Các tế bào cấy ghép này không chỉ sống lâu hơn mà còn phân chia nhiều lần tạo ra tế bào mới.

“Các tế bào gốc thần kinh này phân chia ít nhất 3 lần sau khi cấy ghép”, Shetty cho biết: “Vì vậy, tổng số tế bào thần kinh được ghép và tế bào thần kinh đệm (một loại tế bào não hỗ trợ cho tế bào thần kinh) đều cao hơn nhiều so với số lượng các tế bào gốc thần kinh được cấy ghép ban đầu. Chúng tôi thấy rằng trong vùng hippocampus ở mô hình động vật trẻ và già là không khác biệt nhiều”.

“Điều thực sự thú vị là trong cả não đã lão hóa và trẻ đều có một % nhỏ các tế bào được ghép giữ lại tính “gốc” (stemness) của chúng và tiếp tục tạo ra các tế bào thần kinh mới”. Hattuangady nói. Điều này được gọi là tạo ra một “ổ” mới các tế bào gốc thần kinh và dường như thực hiện chức năng tốt. “Chúng vẫn đang sản sinh các tế bào thần kinh mới ít nhất 3 tháng sau khi cấy, và các tế bào thần kinh này có khả năng di cư sang các phần khác của não”.

Những nỗ lực làm trẻ hóa não bộ sử dụng các tế bào thần kinh của thai nhi trước đây gần như không thành công. Các tế bào chưa trưởng thành như tế bào gốc thần kinh dường như hoạt động tốt hơn vì chúng có thể chịu được tình trạng thiếu oxy và tổn thương não do cấy ghép tốt hơn so với các tế bào gốc thần kinh sau khi phân chia tế bào thần kinh tương đối trưởng thành. Trước đây, khi các nhà nghiên cứu cố gắng cấy ghép tế bào đã biệt hóa một phần vào vùng hippocampus đã lão hóa, kết quả là chúng hoạt động không hiệu quả. Shetty cho biết: “Chúng tôi có một kỹ thuật chuẩn bị tế bào gốc thần kinh từ người cho.  Đó là lý do dẫn đến kết quả mà trước đây chưa bao giờ có được.”

Các nhà nghiên cứu đã làm việc này bằng cách sử dụng các tế bào cho từ khu tâm thất dưới (sub-ventricular zone) của não, một vùng được gọi là “tủy não” (brain morrow), bởi vì nó tương tự với tủy xương ở chỗ nó giữ một số thế bào gốc thần kinh tồn tại suốt cuộc đời và liên tục sản xuất các tế bào thần kinh mới di chuyển xuống hệ thống khứu giác. Những tế bào gốc này cũng đáp ứng các tín hiệu chấn thương trong điều kiện như đột quỵ và chấn thương sọ não và thay thế một số tế bào thần kinh vỏ não bị mất.

Chỉ cần một mẫu mô nhỏ cũng đủ để nuôi cấy tăng sinh tế bào gốc thần kinh, vì vậy quy trình thu mẫu không cần phải xâm lấn nhiều. Nhưng trong tương lai, tế bào da có thể đủ đáp ứng nhu cầu, giống như tế bào gốc thần kinh có thể thu được số lượng lớn từ da. Điều này được biết đến nhiều trong khoa học y học rằng một số lượng tế bào trong cơ thể bao gồm tế bào da có thể được sửa đổi theo cách này để tạo các tế bào vạn năng cảm ứng. Với các tế bào này, các nhà khoa học có thể làm bất cứ điều gì bao gồm tạo ra tế bào gốc thần kinh mới và chúng có thể phân chia thành các tế bào gốc thần kinh mới hoặc sẽ biệt hóa thành các tế bào thần kinh. Shetty cho biết: “Bạn không cần phải thu nhận tế bào từ não, bạn có thể sinh thiết da và cảm ứng chúng thành các tế bào gốc thần kinh”.

Mặc dù việc ghép tế bào đầy hứa hẹn, nhưng vẫn còn nhiều việc cần hoàn thành để xác định xem liệu vấn đề bổ sung chất xám có thật sự cải thiện nhận thức hay không.

“Tiếp theo chúng tôi muốn kiểm tra những ảnh hưởng của tế bào được cấy ghép và cũng xác định rằng liệu tế bào gốc thần kinh được cấy ghép có thể cải thiện khả năng học tập và suy giảm trí nhớ liên quan đến tuổi tác hay không.” Shetty cho biết. “Đó là một lĩnh vực mà chúng tôi muốn nghiên cứu trong tương lai. Tôi luôn luôn quan tâm tới các phương pháp làm trẻ hóa não bộ cải thiện các chức năng nhận thức và ghi nhớ, nhất là ở người già.”.

Nguồn: 

1. Texas A&M University. (2016, June 14). Regenerating memory with neural stem cells. ScienceDaily.

Tham khảo từ tạp chí:

1. K. Shetty, B. Hattiangady.Grafted Subventricular Zone Neural Stem Cells Display Robust Engraftment and Similar Differentiation Properties and Form New Neurogenic Niches in the Young and Aged Hippocampus.Stem Cells Translational Medicine, 2016; DOI:10.5966/sctm.2015-0270 

IBSG Stem Cell (chuyển ngữ)

Xin mời Quý Độc Giả bỏ ra 2-5 phút để làm một khảo sát mức độ hài lòng về bài viết của IBSG tại đây. IBSG chân thành cảm ơn Quý Độc Giả.