Tạo ra lá phổi sơ khai nhờ tế bào gốc

Ngày 24/03/2015, các nhà khoa học tại University of Michigan Medical School đã công bố công trình của họ trên tạp chí eLife về một thành tựu mới trong lĩnh vực y học tái tạo (hay còn được biết đến với tên gọi “công nghệ mô”).

Phổi là một trong những cơ quan quan trọng bật nhất của con người. Đó là nơi xảy ra quá trình trao đổi khí và cũng là nơi điều tiết sự cân bằng acid-base trong máu cùng những chức năng khác nữa. Trong công trình này, một cấu trúc phổi mini đã được tạo ra nhờ tế bào gốc. Vậy làm thế nào mà một cấu trúc phổi 3 chiều lại được sản sinh ngay trên một đĩa nuôi cấy?

Đầu tiên, tế bào gốc vạn năng được hướng dẫn để phát triển thành nội bị (endoderm), vốn là một cấu trúc có trong phôi có thể tạo thành phổi, gan, và một vài nội tạng khác. Sau đó, các nhà khoa học kích hoạt 2 con đường tín hiệu quan trọng nhằm kích thích nội bì phát triển thành một mô 3 chiều. Cùng lúc, 2 con đường tín hiệu khác bị ức chế để nội bì phát triển thành một cấu trúc giống phổi trong giai đoạn phôi. Để giúp cấu trúc này to ra và phát triển thành mô phổi, các protein đặc biệt được cho vào môi trường nuôi cấy. Kết quả là, các nhà khoa học đã tạo được một cấu trúc giống phổi (human lung organoids -HLO) có thể sống trong phòng lab trên 100 ngày. Cấu trúc HLO này có các phế quản (bronchi), và các phế nang (alveoli).

Mặc dù vậy, cấu trúc này vẫn còn thiếu các mạch máu, vốn là thành phần quan trọng trong việc tạo thành lớp màn khí-máu trong sự trao đổi O2 và CO2.

Trong tương lai không xa, khi công nghệ này được hoàn thiện, con người có thể sản xuất các lá phổi từ tế bào gốc ngay trên đĩa nuôi cấy. Xa hơn nữa, những lá phổi công nghệ này sẽ là nguồn cung ứng phổi cho các bệnh nhân cần ghép phổi.

Huy Vũ

Hình: Cấu trúc giống phổi HLO

Bài báo:

1. Dye, B. R., Hill, D. R., Ferguson, M. A., Tsai, Y. H., Nagy, M. S., Dyal, R., … & White, E. S. (2015). In vitro generation of human pluripotent stem cell derived lung organoids. Elife, 4, e05098.
2. University of Michigan Health System. (2015, March 24). Scientists coax stem cells to form 3-D mini lungs. ScienceDaily.

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!