Ảnh chụp bộ xương của thai nhi đang phát triển, trong đó sụn (màu tím) đóng vai trò như một khung đỡ cho xương (màu xanh) xuất hiện sau đó. Ảnh: A. Chédotal & R. Blain, Institut de la Vision, Paris & MeLiS UCBL HCL, Lyon
Hôm 20/11, các nhà khoa học HCA đã công bố hơn 40 nghiên cứu trên một số tạp chí thuộc Nature, góp phần xây dựng bản dự thảo đầu tiên mang tính đột phá cho bản đồ tế bào người. Các nghiên cứu này lập biểu đồ tế bào ở nhiều cơ quan và hệ thống cơ quan - bao gồm phổi, não và da - và mô tả các công cụ tính toán tiên tiến cần thiết để xử lý tất cả dữ liệu đó.
Aviv Regev, đồng chủ tịch sáng lập của HCA, đã so sánh bước tiến này với những bước nhảy vọt trong bản đồ học truyền thống. Giống như việc chuyển từ bản đồ thế giới của thế kỷ 15 sang Google Maps, với địa hình chi tiết, chế độ xem phố và mô hình giao thông động. "Đó là bước nhảy vọt mà chúng tôi đã thực hiện", Regev phát biểu tại một cuộc họp báo hôm 19/11.
Nghiên cứu mới bao gồm bản đồ chi tiết về đường tiêu hóa, từ thực quản đến ruột kết. Các nhà nghiên cứu đã lập bản đồ đường tiêu hóa khỏe mạnh dựa trên 1,1 triệu tế bào được lấy mẫu từ gần 190 người. Họ cũng tổng hợp dữ liệu từ những người mắc các bệnh về đường tiêu hóa khác nhau, bao gồm viêm loét đại tràng và bệnh Crohn. Thông qua nghiên cứu, họ đã phát hiện ra một loại tế bào dường như góp phần gây viêm trong các bệnh này, có thể bằng cách triệu tập các tế bào miễn dịch.
Itai Yanai, giám đốc khoa học của Phòng thí nghiệm Tin sinh học Ứng dụng tại NYU Langone Health - một trung tâm y tế học thuật của Mỹ, viết trong một bài bình luận: "Viêm ruột có thể khiến tế bào trải qua quá trình dị sản, chuyển từ loại tế bào này sang loại tế bào khác". Với dữ liệu từ ruột khỏe mạnh và ruột bệnh, các nhà nghiên cứu đã có thể xác định chính xác tế bào gốc nào tạo ra các tế bào "dị sản". Sau khi biến đổi, các tế bào dị sản sau đó gây ra nhiều viêm hơn.
Trong các nghiên cứu khác, các nhà khoa học đã khám phá sự phát triển ban đầu của con người, tiết lộ cách nhau thai phát triển và bộ xương bắt đầu hình thành trong ba tháng đầu của thai kỳ. Nghiên cứu thứ hai đã tiết lộ các trạng thái chưa từng thấy trước đây mà tế bào bước vào khi chúng chuẩn bị hình thành hộp sọ. Họ cũng nghiên cứu các gene có thể liên quan đến craniosynostosis, một dị tật bẩm sinh khiến các điểm mềm của hộp sọ hợp nhất quá sớm.
Các nghiên cứu khác tập trung vào "organoids" (cụm tế bào trong môi trường nuôi cấy), phiên bản thu nhỏ của các cơ quan người được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm. Các nhà khoa học đã so sánh bản đồ não người với bản đồ của organoids, phát hiện ra rằng, ít nhất là cho đến hết giai đoạn giữa của thai kỳ (từ tuần 13 đến 26), organoids khớp với não thai nhi khá chặt chẽ. Vẫn còn những câu hỏi chưa được giải đáp về ba tháng cuối của thai kỳ.
Một phòng thí nghiệm khác đã thực hiện một nghiên cứu tương tự xem xét các organoids da, để xem chúng giống với da thật đến mức nào.
Bản đồ này giúp các nhà nghiên cứu đưa ra "công thức tốt hơn" cho organoids, Muzlifah Haniffa, thành viên ban tổ chức HCA, cho biết tại cuộc họp báo.
Nhưng "thông tin này có tác động qua lại", Sarah Teichmann, đồng chủ tịch HCA, nói thêm, bởi vì organoids cũng tiết lộ những chi tiết tinh tế về những gì đang xảy ra bên trong cơ thể. Các nhà khoa học có thể "chọc vào các tế bào, làm xáo trộn chúng" theo những cách không thể thực hiện được ở người, bà nói. Do đó, việc tạo ra organoids giống như thật có thể giúp tiết lộ cách bệnh phát sinh và loại thuốc nào có thể điều trị chúng hiệu quả.
Hơn ba mươi nghiên cứu của HCA đại diện cho một bước tiến lớn. "Nhìn chung, các bản đồ có tiềm năng tạo thành một nguồn tài nguyên mà những người khác có thể được truyền cảm hứng để khám phá và so sánh với các bối cảnh sinh học khác, chẳng hạn như các loài khác nhau và các bệnh hiếm gặp. Sau đó, các nhà nghiên cứu có thể khám phá ra các khía cạnh của cơ thể người mà chưa thể tưởng tượng được", theo Yanai.
Các nhà khoa học thuộc Tổ chức Bản đồ Tế bào Người (HCA), một tập đoàn nghiên cứu quốc tế đã lập hồ sơ 100 triệu tế bào từ hơn 10.000 người trên khắp thế giới. Làm việc tại hơn 100 quốc gia, các nhà nghiên cứu đặt mục tiêu xác định điểm tương đồng và khác biệt trong các tế bào của những người thuộc các nhóm nhân khẩu học và nền di truyền khác nhau.
Đến hết năm 2026, nhóm nghiên cứu dự kiến sẽ công bố một bản đồ toàn bộ cơ thể người, mô tả chi tiết vị trí, đặc điểm và chức năng của từng tế bào ở các giai đoạn khác nhau của cuộc đời.
Minh Thư (Theo Live Science)
