Cá ngựa vằn có thể tái tạo tim, phát hiện ý nghĩa với loài người

Ở động vật có vú, bao gồm cả con người, cơ tim có rất nhiều giới hạn trong việc hồi phục sau tổn thương. Sau cơn nhồi máu cơ tim, hàng triệu các tế bào cơ tim (cardiomyocytes) chết đi và được thay thế vào đó là một vết sẹo. Không giống động vật có vú, các động vật có xương sống khác có thể phục hồi tốt hơn từ các tổn thương tim. Cụ thể, trường hợp của một vài loài cá, bao gồm cả cá ngựa vằn, được các nhà khoa học sử dụng như mô hình động vật để nghiên cứu y sinh học vì chúng có chung phần lớn các gen với con người.

Cá ngựa vằn có khả năng tái tạo lại tim của chúng.

Ngoài 70% các gen giống nhau, tim của cá ngựa vằn cũng có nhiều điểm tương đồng với con người, ngoại trừ một vài sự khác biệt đáng chú ý đó là tự lành khi bị tổn thương. Nếu một con cá ngựa vằn bị tổn thương tim, ngay lập tức chúng sẽ tái tạo một quả mới để thay thế. Cá ngựa vằn có thể tái tạo lại 20% cơ tim bị phá hủy chỉ sau hai tháng. Tim của con người không may mắn như vậy, mặc dù có khả năng tái tạo trong giai đoạn phôi thai nhưng lại hỏng rất nhanh sau khi được tạo ra. Nhóm nghiên cứu đã xem ECM có đóng vai trò trong khả năng tái sinh của cá ngựa vằn và liệu nó có thể phản ứng tương tự ở động vật có vú.

Trong khi một số nhà nghiên cứu đã tìm cách để khai thác vào khả năng tự phục hồi của tim và sử dụng các tế bào gốc đa năng làm cho các chức năng mô tim có thể đeo được như miếng vá 3D, nghiên cứu này tập trung vào nền tảng cấu trúc của cơ quan ECM.Tầm quan trọng của ECM nằm ở chỗ nó có liên quan đến gần như tất cả các hoạt động của tế bào, bao gồm phát triển mô và tái sinh. Ngoài ra, sử dụng ECM cá ngựa vằn từ các nghiên cứu thường tập trung vào ECM ở động vật có vú như sau này có nguồn gốc từ mô đệm bị xơ hóa cản trở sự phục hồi.

Các nhà nghiên cứu đã hợp tác với Đơn vị Tin sinh học liên ngành tại Đại học Bern, EMBL (Heidelberg, Đức), CNIC (Madrid, Tây Ban Nha) và Bệnh viện Universitario La Paz (Madrid, Tây Ban Nha). Bằng cách sử dụng các công cụ chuyển gen, nghiên cứu sinh Marcos Sande-Melón, tác giả chính của nghiên cứu và các đồng nghiệp có thể xác định một tập hợp nhỏ các tế bào cơ tim trong tim cá ngựa vằn, được đánh dấu bằng biểu hiện gen sox10, mở rộng hơn các tế bào cơ tim còn lại để phản ứng với tổn thương. Những tế bào này khác với phần còn lại của cơ tim cũng trong biểu hiện hồ sơ gen của chúng, cho thấy rằng chúng đại diện cho một tập hợp tế bào cụ thể. Hơn nữa, thí nghiệm loại bỏ quần thể tế bào nhỏ này làm suy yếu quá trình tái tạo tim.

“Chúng tôi đã có thể xác định một quần thể tế bào cụ thể hiệu quả hơn tất cả các tế bào cơ tim khác trong quá trình tái tạo và cho thấy rằng sự đóng góp của nó để sửa chữa là rất cần thiết”, Giáo sư Mercader nói.

Khi tiếp tục nghiên cứu, các tác giả muốn làm sáng tỏ vai trò của sox10 trong quần thể tế bào này: “Chúng tôi muốn tìm hiểu xem sự vắng mặt của quần thể tế bào sox10 như vậy trong động vật có vú có thể giải thích tại sao tim của chúng không tái tạo tốt như vậy”, Giáo sư Mercader giải thích. Nếu đúng vậy, các nhà nghiên cứu tin rằng phát hiện này có thể có tầm quan trọng lớn trong việc kích thích quá trình sửa chữa trong trái tim con người.

Minh Anh (T/h)