Bước đột phá trong y học tái tạo: 'Ly cocktail kỳ diệu' khiến ếch mọc lại chân

Sau khi mất đi một chi, một số loài động vật như kỳ giông Mexico có khả năng đáng kinh ngạc là mọc lại một bộ phận thay thế đầy đủ chức năng. Trong khi đó, hầu hết các sinh vật khác chỉ có thể nhìn vào với ánh mắt ghen tị. Nhưng, trong một nghiên cứu mới mang tính đột phá, các nhà khoa học đã chứng minh được bằng cách nào mà chỉ một liều "cocktail y dược" duy nhất lại có thể giúp mọc lại phần chi đã mất ở loài ếch vốn không có bất kỳ khả năng tái sinh nào.

Hầu hết các loài động vật có khả năng chữa lành tốt sau khi bị thương, nhưng điều đó không bao gồm việc kéo dài đến các chi đã mất. Chúng quá phức tạp để có thể mọc lại với các mô, xương, cơ, mạch máu và dây thần kinh khác nhau bên trong. Thay vào đó, mô sẹo thường hình thành ở phần cuối chỗ đoạn cắt để giảm mất máu và nhiễm trùng. Nhưng, siêu năng lực tái sinh có thể ẩn náu trong bộ gen của chúng ta. Bởi rốt cuộc, chúng ta đã trải qua một quá trình phức tạp để phát triển các chi lần đầu tiên, và có vẻ như các gen và “sổ tay hướng dẫn di truyền” vẫn ở đó, chỉ là chúng không hoạt động. Vậy tại sao chúng ta không thể kích hoạt lại quá trình này khi trưởng thành?

Nghiên cứu mới mang tính đột phá cho thấy điều đó có thể hoàn toàn khả thi. Các nhà nghiên cứu từ Đại học Tufts và Viện Wyss của Đại học Harvard đã phát triển một kỹ thuật mới để giúp mọc lại chân của loài ếch có móng vuốt châu Phi, một loài thường không thể tái tạo các chi đã mất. Họ để vết thương tiếp xúc với một ly thuốc trong 24 giờ là thế là đủ để kích hoạt sự phát triển của một chân mới, có đủ chức năng trong 18 tháng sau đó.

Nhóm nghiên cứu đã gây mê những con ếch và cắt cụt một trong hai chân sau của chúng, sau đó đặt một chiếc cốc silicon mà họ gọi là "BioDome" lên vị trí bị cụt. Bên trong cốc này là một loại gel protein tơ tằm chứa hỗn hợp 5 loại thuốc, được thiết kế để bắt chước môi trường nước ối và khuyến khích tái tạo bằng cách giảm viêm, ức chế sự hình thành mô sẹo và hỗ trợ sự phát triển của các sợi thần kinh, mạch máu và cơ mới.

Và trong 18 tháng tiếp theo, những con ếch được điều trị đã mọc ra những chiếc chân mới gần như hoạt động với đầy đủ chức năng. Các chi này được tạo thành từ sự kết hợp phức tạp hơn của các mô, bao gồm cả dây thần kinh và xương, mặc dù các mô sau này không có cấu trúc hoàn chỉnh. Các ngón chân mới cũng hình thành một phần, thậm chí còn mọc ra từ các đầu của các chi. Những con ếch có thể sử dụng đôi chân mới của chúng để bơi và di chuyển trên cạn, và chúng cũng phản ứng với các kích thích chạm vào.

Khi kiểm tra kỹ hơn các cơ chế đằng sau quá trình tái sinh, nhóm nghiên cứu thấy rằng trong vài ngày đầu tiên của quá trình điều trị, các con đường phân tử giúp phôi phát triển đã được kích hoạt một lần nữa.

“Thật thú vị khi thấy rằng các loại thuốc mà chúng tôi lựa chọn đã giúp tạo ra một chi gần như hoàn chỉnh", Nirosha Murugan, tác giả đầu tiên của nghiên cứu cho biết. "Thực tế là chỉ cần một thời gian ngắn tiếp xúc với thuốc để bắt đầu quá trình tái tạo kéo dài hàng tháng, cho thấy rằng ếch và có lẽ các động vật khác có thể sở hữu khả năng tái tạo đang không hoạt động và chúng có thể được kích hoạt."

Các nhà nghiên cứu nói rằng các bước tiếp theo sẽ liên quan đến việc phát triển kỹ thuật để phát triển các chi hoàn chỉnh và nhiều chức năng hơn, đồng thời khám phá xem liệu quá trình tương tự có thể hoạt động ở động vật có vú hay không.

Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Science Advances.

Tham khảo NewAtlas