Tái tạo não: tôm càng biến máu thành tế bào thần kinh | H-care.vn

Nghĩ đến tôm càng và bạn có thể nghĩ đến bữa tối, có thể với sốt mayonnaise bên cạnh. Bạn có thể không nghĩ về bộ não của họ. Đúng là tôm càng không được biết đến với chất xám, nhưng điều đó có thể sắp thay đổi: Chúng có thể phát triển các tế bào não mới từ máu.

Con người có thể tạo ra tế bào thần kinh mới, nhưng chỉ từ các tế bào gốc chuyên biệt. Trong khi đó, tôm càng có thể chuyển hóa máu thành tế bào thần kinh bổ sung cho các mạch thị giác và khứu giác của chúng. Mặc dù còn một chặng đường dài từ tôm càng đến con người, nhưng khám phá này một ngày nào đó có thể giúp chúng ta tái tạo các tế bào não của chính mình.

Các dây thần kinh khứu giác liên tục bị tổn thương và do đó tái tạo tự nhiên ở nhiều loài động vật, từ ruồi đến người và cả động vật giáp xác. Có nghĩa là tôm càng có cách để bổ sung những dây thần kinh này. Để làm như vậy, họ sử dụng số tiền tương đương với một “vườn ươm” cho các tế bào thần kinh của em bé, một cụm nhỏ ở đáy não gọi là hốc.

Ở tôm càng, tế bào máu bị hút vào hốc. Vào bất kỳ ngày nào, có khoảng một trăm tế bào trong khu vực này. Mỗi tế bào sẽ phân chia thành hai tế bào con, tiền thân của các tế bào thần kinh hoàn chỉnh, sẽ di chuyển ra khỏi hốc. Những cái được định sẵn là một phần của hệ thống khứu giác sẽ đi đến hai nhóm dây thần kinh trong não gọi là nhóm 9 và 10. Ở đó, giai đoạn cuối cùng của quá trình sản xuất các tế bào thần kinh khứu giác mới được hoàn thành.

Nếu không được bổ sung, bộ đệm chứa các tế bào thần kinh tiền thân của hốc sẽ dần cạn kiệt, nhưng thực tế không phải vậy, gợi ý về một nguồn bí mật của chúng. Barbara Beltz, thuộc Đại học Wellesley ở Massachusetts, đã biết từ các thí nghiệm trên đĩa petri rằng tế bào máu của tôm càng, tế bào máu, bị thu hút vào hốc.

di cư đáng chú ý

Để kiểm tra điều gì xảy ra với máu, ông đã sử dụng một chất hóa học gọi là astakine 1, chất kiểm soát việc sản xuất tế bào máu, để điều chỉnh số lượng lưu thông xung quanh động vật sống. Ông phát hiện ra rằng điều này cũng làm thay đổi số lượng tế bào trong hốc. Và nhiều tế bào máu hơn có nghĩa là nhiều tế bào thần kinh bé hơn.

Sau đó, nhóm của Beltz đã trích xuất các tế bào máu từ tôm càng “cho”, đánh dấu chúng bằng thuốc nhuộm DNA và tiêm chúng một lần nữa vào những con tôm càng “người nhận” khác. Ba ngày sau khi truyền máu, thẻ xuất hiện trong các tế bào của hốc. Bảy ngày sau, nó nằm ở cuối nhóm 9 và 10. Và bảy tuần sau khi truyền máu, các tế bào được dán nhãn sản xuất chất dẫn truyền thần kinh, các chất hóa học mà các tế bào thần kinh sử dụng để giao tiếp với nhau.

Beltz cho biết chính xác cách thức tế bào máu được tái lập trình để trở thành tế bào não vẫn còn là một bí ẩn, nhưng hiểu được cơ chế này có thể giúp chúng ta nghĩ ra các liệu pháp mới để tái lập trình tế bào người.

Chris Mason của Đại học College London cho biết: “Nghiên cứu này rất toàn diện. Nó chỉ ra rằng hai hệ thống tế bào thường được cho là hoàn toàn tách biệt, tế bào tạo máu và tế bào tạo tế bào thần kinh, có thể giao phối với nhau.

Làm thế nào để tái tạo tế bào thần kinh là một câu hỏi quan trọng đối với những người nghiên cứu các bệnh thoái hóa thần kinh như bệnh Parkinson. Nhiều nhóm khác nhau cố gắng thuyết phục các tế bào gốc trở thành tế bào thần kinh và Beltz chỉ ra rằng các tế bào thần kinh tiền thân ở tôm càng tương tự như tế bào gốc của con người, ngoại trừ các phiên bản của con người tự tái tạo. Ở người, sau khi tế bào mẹ phân chia làm hai, chỉ một trong số các tế bào con di chuyển và biệt hóa thành một tế bào chuyên biệt, để lại một tế bào để tạo ra nhiều tế bào con hơn.

bắt đầu đơn giản

Anthony Windebank thuộc Phòng thí nghiệm Mayo Clinic về Sinh học Thần kinh Tái tạo ở Rochester, Minnesota cho biết: “Còn một chặng đường dài từ tôm càng đến con người. “Tuy nhiên, như chúng ta đã biết từ các hệ thống mô hình như Caenorhabd viêm Elegans, ruồi giấm và cá ngựa vằn, chúng ta có thể học được nhiều điều từ những sinh vật đơn giản hơn này.”

Charles ffrench-Constant của Đại học Edinburgh, Vương quốc Anh cho biết, quá trình truyền biệt hóa (làm cho các tế bào thuộc loại này trở thành loại khác) là một trong những thách thức lớn của y học tái tạo. Ông nói, từ lâu người ta đã tìm kiếm các ví dụ về điều này xảy ra tự nhiên ở động vật có xương sống, nhưng không thành công. John Gurdon của Đại học Cambridge và Shinya Yamanaka của Đại học Kyoto ở Nhật Bản đã đoạt giải Nobel vì đã biến tế bào da người thành tế bào gốc phôi trong phòng thí nghiệm, nhưng không giống như tôm càng, điều này dường như không phải là thứ của chúng ta. có thể làm một cách tự nhiên.

Những gì nghiên cứu dường như cho thấy là một trường hợp đáng chú ý rằng điều này xảy ra tự nhiên ở động vật không xương sống. Nếu tuyên bố của ông đúng và các nghiên cứu trong tương lai tiết lộ cách các tế bào máu trong tôm càng tự lập trình lại để trở thành tế bào thần kinh, thì nó có thể đưa ra những cách trị liệu mới để làm điều tương tự với tế bào người.

“Đây có thể là một ví dụ khác về việc tự nhiên đang tìm cách làm điều gì đó mà chúng ta cần làm thông qua các thao tác trong phòng thí nghiệm,” ffrench-Constant nói. “Nếu cơ chế có thể được xác định, nó có thể chỉ cho chúng ta hướng điều trị mới và tốt hơn.”

Tạp chí tham khảo: tế bào phát triểnDOI: 10.1016/j.devcel.2014.06.016