Năm ngoái, các nhà nghiên cứu Hoa Kỳ và Nhật Bản đã công bố rằng họ đã tái lập trình được các tế bào thông thường ở người – như tế bào da - thành tế bào gốc tương tự như phôi thai, có thể tạo ra hầu như bất kỳ loại tế bào nào trong cơ thể. Trong tháng 12/2007, một nhóm các nhà khoa học đến từ Viện nghiên cứu thuốc sinh học Whitehead đã sáng lập nên phương pháp tái lập trình tế bào da thành tế bào gốc đa hiệu iPS^[ii], có thể được dùng để chữa bệnh thiếu hồng huyết cầu xuất hiện ở chuột.

Trong một khám phá khác được thực hiện gần đây bởi các thành viên của Phòng thí nghiệm Whitehead thì cáctế bào thần kinh được tạo ra nhờ tái lập trình các tế bào có thể hội nhập thành công trong não bộ của động vật và làm thuyên giảm những triệu chứng của bệnh thoái hóa thần kinh, như bệnh Parkinson.

“Đây là lần trình diễn đầu tiên cho thấy các tế bào sau khi được tái lập trình có thể hòa nhập với hệ thống thần kinh hoặc tác động tích cực nên bệnh thoái hóa thần kinh”, Marius Werning, tác giả bài báo và hiện đang là nghiên cứu sinh hậu tiến sỹ tại Phòng thí nghiệm Rudolf Jaenisch kiêm thành viên của Viện Whitehead, đồng thời là giáo sư sinh học tại Học viện công nghệ Massachusetts.

Hình ảnh phóng đại lấy từ bài viết trên tờ PNAS cho thấy khả năng hòa nhập trong não bộ của tế bào thần kinh nhân tạo được tạo ra nhờ tế bào gốc.

Trong một cuộc thử nghiệm, Werning đã cấy tiền tế bào thần kinh vào phôi thai ở loài chuột, để cho chúng sống tự do và tiến hành phân tích sau 9 tuần cấy ghép. Werning nhận thấy xuất hiện các cụm tế bào mới được sinh ra từ chính các tế bào cấy ghép, chúng đan xen và xâm nhập vào các mô não trong khu vực phụ cận. Vận dụng hướng nghiên cứu sinh học được hướng dẫn bởi Jian-Ping Zhao, nhà nghiên cứu đang làm việc tại Phòng thí nghiệm Martha Constantine-Paton thuộc Viện nghiên cứu Não bộ McGovern (MIT), đồng thời với việc phân tích cấu trúc, Werning cũng thấy rằng các tiền tế bào thần kinh thâm nhập vào một vài vùng phụ của tế bào thần kinh, bao gồn các neuron và tế bào thần kinh đệm, và cùng hợp nhất chức năng với nhau trong não bộ.

Trong một nghiên cứu khác, Werning sử dụng chuột để nghiên cứu mẫu cho bệnh Parkinson ở người, bị gây ra do mức độ thiếu hụt kích thích tố dopamine^[iii] ở vùng não giữa. Bắt trước cơ chế này, khi dopamine trong não bộ chuột bị loại bỏ sẽ dẫn đến các neuron bị chết ở một mặt của não chuột. Với sự cộng tác của Nhóm Ole Isacson thuộc Bệnh viên McLean / Trường Y khoa Harvard, Werning đã ghép chất dẫn truyền thần kinh dopamine vào vùng não bộ của chuột có tên gọi là thể vân^[iv].

Bốn tuần sau giải phẫu, chuột được kiểm tra những hành vi liên quan đến dopamine. Đáp lại những lần bị tiêm thuốc kích thích, ở chuột xuất hiện hành vi điển hình, chúng đi vòng tròn theo hướng phía bên vùng não bộ có ít hoạt động của dopamine. Tám trong số chín con chuột được cấy neuron dopamine có rất ít hoạt động hoặc thậm chí không hề bước đi vòng tròn. Tám tuần sau cấy ghép, các nhà nghiên cứu nhận thấy những neuron dopamine đã lan sang các vùng não lân cận.

“Thí nghiệm này cho thấy rằng việc tái cấu trúc tế bào trong ống nghiệm có thể trở thành những yếu tố nền tảng sẽ được dùng để điều trị bệnh Parkinson”, Jaenisch cho biết. “Đó là một thử thách đối với những thí nghiệm về tế bào gốc vốn gây nhiều tranh cãi, đúng vậy, các tế bào gốc có thể hứa hẹn những phép chữa bệnh mà mọi người thường gán cho chúng”.

Jaenisch và Wernig tỏ ra lạc quan vì việc này có thể được áp dụng cho người bệnh nhưng cũng thận trọng khi cảnh báo rằng những thách thức chính vẫn chưa được loại bỏ. Điều đó có nghĩa là phải khám phá ra được những căn nguyên thật sự gây ra bệnh ung thư hay những nguyên nhân mà “virus phản hồi”^[v] thường biến đổi tế bào da thành tế bào iPS, đồng thời phải tìm ra phương pháp tốt nhất và vị trí thích đáng để cấy các tiền tế bào thần kinh vào con người.