Các nhà nghiên cứu thuộc Trung tâm Y tế Wexner, Đại học bang Ohio và Trường cao đẳng Kỹ thuật bang Ohio, Columbus, Mỹ đã phát triển một công nghệ mang tính đột phá giúp khôi phục gần như bất kỳ cơ quan nào trong cơ thể chỉ thông qua con chip chứa DNA hoặc RNA chạm nhẹ vào tế bào của khu vực tổn thương.

Thiết bị này thay đổi chức năng tế bào theo hướng không xâm lấn, được phát triển dựa trên công nghệ nano, gọi là sự lan truyền mô tế bào - có thể tái lập trình các tế bào của con người vào bất kỳ loại tế bào nào khác. Nghiên cứu này được công bố trên Tạp chí Nature Nanotechnology, được thực hiện bởi TS. Chandan Sen và giáo sư hóa học, kỹ thuật phân tử sinh học L.James Lee cùng các đồng nghiệp tại Trường cao đẳng Kỹ thuật bang Ohio.

Cơ chế hoạt động

Công nghệ đột phá này dựa vào hai yếu tố chính, đó là: Con chip và tải lượng gene. Với con chip, các nhà khoa học đã sử dụng công nghệ nano, thiết kế một con chip điện tử có thể bơm gene vào tế bào của cơ thể. Ở yếu tố thứ hai là tải lượng gene: Chip mang một mã di truyền cụ thể dưới dạng DNA hoặc RNA khi tiếp cận với tế bào, gene này sẽ làm thay đổi cấu trúc và chức năng cũ của tế bào sang cấu trúc và chức năng cần thiết để sửa chữa những thương tổn của các bộ phận cơ thể. Các nhà khoa học giải thích rằng, yếu tố tái lập trình được đưa vào tế bào bằng cách sử dụng một “điện cực mạnh và tập trung thông qua các nano kênh chùm”. Nói cách khác, con chip được đặt lên da của người bệnh, sau đó dòng điện nhỏ với điện cực thấp sẽ đưa các gene vào các ống dẫn vào mô. DNA hoặc RNA được truyền qua phương thức này và bắt đầu lập trình lại các tế bào, tạo cho chúng “bản sắc” mới. TS. Sen giải thích: “Chỉ mất một thời gian cực ngắn, đụng con chip vào khu vực bị thương, sau đó nhấc con chip ra, các DNA, RNA sẽ bắt đầu quá trình tái lập tế bào”.

Mot con chip nho co the 'chua lanh' moi ton thuong - Anh 1

U xơ tử cung - Một trong những nguyên nhân gây khó đậu thai, hiếm muộn

Mot con chip nho co the 'chua lanh' moi ton thuong - Anh 2

Phát hiện thảo dược "Đặc trị" Đờm Ho, Khó thở, Hen suyễn, COPD lâu năm

Mot con chip nho co the 'chua lanh' moi ton thuong - Anh 3

Con chip chứa DNA hoặc RNA chạm nhẹ vào khu vực tổn thương giúp làm lành các tế bào bị tổn thương.

Hiệu quả đến 98%

Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm thiết bị này trên chuột bằng cách đặt đầu chip có gắn các mã di truyền DNA hoặc RNA lên vùng da bị thương của chuột, ngay lập tức các tế bào da của chuột biến thành các tế bào mạch và ngăn dòng máu bị chảy. Thiết bị đã thành công trong việc biến tế bào da chuột thành các tế bào mạch. TS. Sen cho biết: “Trong vòng 1 tuần, chúng tôi bắt đầu nhận thấy sự biến đổi này. Vào tuần thứ hai, các tế bào da đã trở thành những mạch máu chức năng. Tuần thứ ba, chân của chuột được chữa khỏi hoàn toàn mà không có bất cứ sự can thiệp nào về dược lý. Điều thú vị hơn nữa là nó không chỉ hoạt động trên da mà còn trên bất kỳ loại mô nào”. Ở thí nghiệm thứ hai, các nhà nghiên cứu đã sử dụng thiết bị này để biến tế bào da thành tế bào não, giúp phục hồi vùng bị tổn thương do đột quỵ. Cụ thể, ở động mạch não giữa bị tắc nghẽn, các nhà khoa học đã cấy ghép tế bào não mới vào não bộ của chuột để sửa chữa tổn thương do đột quỵ gây nên. Trong vài tuần, bộ não của chuột đã hoạt động lại bình thường. “Điều này thực sự khó tưởng tượng nhưng nó đã mang lại hiệu quả đến 98% ở tất cả các thử nghiệm. Với công nghệ này, chúng ta có thể chuyển đổi các tế bào da thành tế bào chức năng của bất kỳ cơ quan nào chỉ cần một cú chạm nhẹ. Quá trình này chỉ mất ít hơn 1 giây và không hề có sự xâm lấn” TS. Chandan Sen cho biết.

Các nhà nghiên cứu giải thích rằng, so với những công nghệ truyền máu đã và đang sử dụng hiện nay như sử dụng virut - sự phân bố gene có thể gây ra các phản ứng phụ nghiêm trọng thì công nghệ này tập trung vào các tế bào đơn lẻ và hoạt động không xâm lấn. Theo TS. Lee: “Sự khác biệt của công nghệ mới này với các kỹ thuật truyền thống là đưa DNA vào trong các tế bào”. Với tính chất đơn giản, không xâm lấn, phi dược lý của công nghệ này, các nhà khoa học hy vọng sẽ đưa thiết bị này vào thử nghiệm lâm sàng đối với con người trong năm tới.

Minh Huệ

((Theo MNT, 8/2017))