Các nhà nghiên cứu từ Đại học California San Diego đã phát triển được một phương pháp giúp tạo ra các cơ quan tế bào não người trực tiếp từ tế bào gốc rất nhanh và chi phí rẻ. Kết quả nghiên cứu mới này sẽ cho phép các nhà nghiên cứu hiểu rõ hơn về cách thức mà não chúng ta hoạt động.
Các cơ quan tế bào não người, hay còn gọi là tế bào não mini được nuôi cấy từ các tế bào gốc, sẽ mang lại cho các nhà khoa học điều kiện tốt nhất để tiến hành các nghiên cứu hiệu quả về bộ não còn nhiều bí ẩn của con người. Các nghiên cứu hiện nay về các chức năng của não người vẫn đang rất hạn chế do các nhà khoa học không thể tiến hành thực nghiệm trên các cơ thể sống vì lý do đạo đức.
Nghiên cứu “nuôi cấy não trên đĩa cấy” có ý nghĩa sống còn để đạt được các thành tựu y học
Đặc trưng mỏng manh của não người cũng là một yếu tố gây khó khăn cho việc thực hiện nghiên cứu. Tuy các nhà khoa học cũng có thể tiến hành nghiên cứu trực tiếp trên một số loài động vật, nhưng thực tế độ phức tạp của mạng lưới nơron trong não của những loài động vật này chỉ bằng một phần nhỏ trong não người.
Sự phát triển cơ quan tế bào não người trong ống nghiệm, đó là phiên bản ba chiều đơn giản của một cơ quan được phát triển từ các tế bào đã được lập trình lại, mở ra cơ hội cho các nhà khoa học nghiên cứu sâu hơn về chức năng sinh học và các bệnh lý một cách chi tiết hơn.
“Các cơ quan tế bào não người có thể hình thành nhiều khu vực não khác nhau. Các tế bào này bộc lộ các nơron chức năng và có khả năng kích thích điện từ. Các cơ quan tế bào này tương tự như sự phát triển não người về các mức độ biểu hiện gen”, giáo sư Alysson R. Muotri, giám đốc Chương trình Tế bào Gốc thuộc Đại học California San Diego, cho biết.
Quá trình nén ép giúp giảm thời gian và chi phí
Tuy nhiên, quá trình phát triển các cơ quan não người rất khó khăn, tốn nhiều thời gian và rất đắt đỏ. Quá trình này đòi hỏi mức độ hiểu biết cao và được trang bị các thiết bị chuyên dụng hiện đại.
Nghiên cứu mới này sẽ cho phép các nhà khoa học nhanh chóng lập trình lại các tế bào nhân riêng biệt trực tiếp thành các cơ quan tế bào não đồng thời từ hàng trăm tế bào riêng biệt. Phương pháp mới này liên quan đến việc nén ép và tối ưu hóa các bước trong quá trình nuôi cấy đang được áp dụng hiện nay để tái lập trình, mở rộng và mô phỏng tế bào nhân giúp tạo thành các tế bào não gần như đồng thời.
“Những gì chúng tôi vừa thực hiện là thiết lập một tường thuật (định chuẩn) mang tính chứng minh khái niệm cho một quá trình có hệ thống và được tự động hóa nhằm tạo ra một số lượng lớn các cơ quan tế bào não”, ông Muotri cho biết.
“Tiềm năng ứng dụng của nghiên cứu này là rất lớn, trong đó có khả năng tạo ra nhiều kho lớn lưu chứa cơ quan tế bào não và phát hiện các biến thể gen thông thường đối với các điều kiện thần kinh của con người có liên quan đến các đột biến mà hiện nay vẫn chưa biết được hậu quả của nó, như là chứng tự kỷ. Nếu muốn biết được sự biến đổi trong nhận thức của con người, thì đây là bước đi đầu tiên chúng ta cần phải thực hiện”.
Khái niệm “nuôi cấy não trong đĩa thí nghiệm” đã được sử dụng để xác định virut Zika có thể gây nên các khuyết tật ở trẻ sơ sinh (hội chứng đầu nhỏ). Quá trình này cũng đã được sử dụng trong các nghiên cứu cơ bản để tiến đến sử dụng các loại thuốc điều trị HIV hiện nay vào mục đích điều trị một căn bệnh rối loạn thần kinh hiếm gặp, di truyền cũng như tạo ra các “não mini” của người Nê-ăng-đec-tăng (người cổ) giúp các nhà khoa học nghiên cứu về sự tiến hóa của bộ não con người.
Theo Interesting Engineering
