Nếu con người muốn tự trang bị cho mình khả năng tái tạo cơ thể, giống như cách thằn lằn mọc lại đuôi, thì chắc chắn chúng ta sẽ phải tìm cách tái tạo lại phần xương bị gãy của mình. Trong một nỗ lực như vậy, các nhà khoa học đã có thể sử dụng sóng âm thanh để biến tế bào gốc thành tế bào xương chỉ trong vòng 5 ngày.
Tế bào gốc là tế bào có siêu năng lực có thể biến thành bất kỳ tế bào nào khác trong cơ thể. Đây là những tế bào tương tự mà một số động vật sử dụng để mọc lại các chi đã mất của chúng.
Đối với y học con người, khả năng biến tế bào gốc thành tế bào xương sẽ giúp chúng ta sửa chữa các bộ phận cơ thể bị tổn thương do chấn thương hoặc bệnh tật. Trước mắt, các bác sĩ cho biết nó có thể giúp ích cho những bệnh nhân ung thư không may phải cắt bỏ xương, hoặc một số bệnh thoái hóa xương khác.
Nghiên cứu mới do các nhà khoa học thuộc Viện Công nghệ Hoàng gia Melbourne (RMIT) thực hiện. Trong đó, họ sử dụng sóng âm thanh để tác động lên tế bào gốc trung mô.
Các tế bào gốc trung mô này có thể được lấy trực tiếp từ mỡ của bệnh nhân. Điều đó có nghĩa là con đường tái tạo xương bằng kỹ thuật mới đơn giản hơn nhiều so với các kỹ thuật đã phát triển trước đây.
Không phải là các nhà khoa học chưa tìm ra cách biến tế bào gốc thành tế bào xương. Nhưng các kỹ thuật họ sử dụng thường phức tạp và khó áp dụng vào thực tế. Một kỹ thuật, ví dụ, yêu cầu một cây kim được đưa vào tủy xương để lấy tế bào gốc tủy từ bệnh nhân. Đây là một kỹ thuật xâm lấn, đau đớn và phải được thực hiện dưới gây mê.
Lượng tế bào gốc tủy thu được cũng rất ít khiến quy mô tái tạo của phương pháp này không cao. Ngoài ra, sau khi tiêm tế bào gốc tủy vào xương cần tái tạo, chúng cũng cần được tiêm thêm hóa chất để biến từ tế bào gốc thành tế bào xương.
Giờ đây, các nhà nghiên cứu RMIT đã thực hiện một cách tiếp cận mới. Họ đã sử dụng sóng âm thanh thay vì hóa chất và thu thập các tế bào gốc trung mô từ chất béo, một phương pháp ít gây đau đớn hơn và mang lại sản lượng tế bào gốc lớn hơn.
Sau khi các tế bào gốc trung mô được thu thập, chúng được chiếu xạ với tín hiệu sóng âm 10 MHz. Chỉ sau 5 ngày, 10 phút sóng âm mỗi ngày, các tế bào này đã bắt đầu biệt hóa thành tế bào xương.
Thiết bị phân biệt tế bào gốc trung mô thành nguyên bào xương: Nó có bề mặt phản xạ sóng khối (SRBW) được làm bằng chất nền áp điện đơn tinh thể (LiNbO3). Khi có dòng điện chạy qua, thiết bị có thể tạo ra sóng âm ở tần số cộng hưởng (10 MHz). Sóng này chạy qua một lớp dầu silicon mỏng, được áp vào đĩa nuôi cấy đáy thủy tinh có chứa tế bào gốc trung mô của người. Toàn bộ quá trình biệt hóa một cách hiệu quả các tế bào gốc thành các tế bào xương.
Amy Gelmi, Phó hiệu trưởng Đại học RMIT, người thuộc nhóm nghiên cứu, cho biết: “Sóng âm cắt giảm tới vài ngày trong thời gian điều trị cần thiết để tế bào gốc biến thành tế bào xương. “Phương pháp này cũng không yêu cầu bất kỳ loại thuốc ‘kích thích xương’ đặc biệt nào và rất dễ áp dụng cho tế bào gốc.”
Các mô sau kích thích có thể được tiêm trực tiếp vào vị trí chấn thương hoặc tại vị trí xương bị tổn thương do bệnh tật. Tại đây, chúng sẽ tiếp tục quá trình biệt hóa và chữa lành vết thương, phục hồi xương của bệnh nhân.
Leslie Yeo, một kỹ sư hóa học thuộc nhóm RMIT, cho biết thêm rằng một lợi thế khác của phương pháp này nằm ở khía cạnh chi phí. “Thiết bị của chúng tôi rẻ và dễ sử dụng. Vì vậy, chúng tôi có thể dễ dàng nâng cấp chúng và điều trị số lượng lớn tế bào cùng một lúc. Đây là điều cốt yếu để một liệu pháp kỹ thuật mô trở thành hiện thực”, ông nói.
Kỹ thuật mô mà Yeo đề cập đến là một lĩnh vực khoa học mới nổi nằm ở giao điểm của nhiều lĩnh vực bao gồm kỹ thuật y sinh, liệu pháp tế bào, phương pháp vật liệu, các yếu tố hóa học và lý sinh như việc sử dụng sóng âm trong nghiên cứu này nhằm mục đích cải thiện, duy trì, hoặc phục hồi các mô sinh học bị hư hỏng trong cơ thể.
Một lĩnh vực cụ thể mà kỹ thuật mô được nhắm mục tiêu ở đây là y học tái tạo, liên quan đến việc lắp ráp và nuôi cấy tế bào trên giá thể, là những giá thể làm bằng vật liệu sinh học có thể hòa tan sau khi mô dính vào chúng. , giúp phục hồi những tổn thương, khiếm khuyết trên cơ thể người bệnh.
Phương pháp này đã được sử dụng để tạo ra thịt trong ống nghiệm, gan sinh học, tuyến tụy nhân tạo để cấy ghép cho bệnh nhân tiểu đường, sụn và mạch máu nhân tạo, da và tủy nhân tạo, các mô và cơ quan niêm mạc. thậm chí là một dương vật nhân tạo …
Hình ảnh kính hiển vi nhuộm màu cho thấy các tế bào gốc đang biệt hóa thành tế bào xương (màu đỏ) và sản xuất collagen (màu xanh lam).
Giờ đây, với nghiên cứu mới này, các nhà khoa học RMIT đã tiến thêm một bước nữa trong kỹ thuật mô để tạo ra các mô xương không chỉ có thể thay thế mà còn có thể giúp bệnh nhân phục hồi. xương đã mất của mình.
Bước tiếp theo trong nghiên cứu này, họ có kế hoạch nâng cấp thiết bị của mình thành một lò phản ứng sinh học có khả năng tạo ra hàng loạt tế bào xương được phát triển từ tế bào gốc trung mô được thu thập chất béo.
“Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy phương pháp mới này có tiềm năng ứng dụng lớn trong liệu pháp tế bào gốc. Chúng tôi có thể phủ các tế bào này lên thiết bị cấy ghép hoặc tiêm trực tiếp vào cơ thể bệnh nhân để tạo mô xương mới cho họ”, Gelmi nói.
Tham khảo Sciencealert
Tổng hợp: Công Nghệ Chính Nhân
