Mô hình mới xác định sự phát triển của tế bào gốc trong cơ thể người

Các telomere dưới kính hiển vi huỳnh quang. Sự phân bố chiều dài của telomere (ảnh lớn: màu đỏ; ảnh nhỏ: màu xanh lá cây nhạt). Ảnh: MPI f. Evolutionary Biology

Sử dụng các telomere trên nhiễm sắc thể của tế bào máu, các nhà khoa học đã thiết kế một mô hình toán học để lập bản đồ sự phát triển theo thời gian của các quần thể tế bào gốc tạo máu.

Các tế bào gốc đảm bảo sự tái tạo và duy trì các mô của cơ thể. Các bệnh như ung thư có thể phát sinh nếu các tế bào này vượt ra ngoài tầm kiểm soát. Trong nghiên cứu hợp tác với các bác sĩ tại Bệnh viện Đại học Aachen, các nhà khoa học từ Viện Sinh học tiến hóa Max Planck về đã thiết kế một mô hình toán học để lập bản đồ sự phát triển theo thời gian của quần thể tế bào gốc tạo máu. Mô hình này sử dụng các telomere trên nhiễm sắc thể của tế bào máu. Những đầu bảo vệ này (telomere), nằm ở hai đầu của nhiễm sắc thể, ngắn lại sau mỗi lần tế bào phân chia. Như vậy, chiều dài của nó có thể cho biết một tế bào đã phân chia bao nhiêu lần và những sai lệch so với sự phân bố chiều dài bình thường liên quan đến tuổi tác có thể là biểu hiện của bệnh tật.

Tế bào gốc là nguồn gốc của tất cả các tế bào chuyên biệt: khi phân chia, các tế bào tiền thân được hình thành, chúng lần lượt tái tạo và dần dần biệt hóa thành tế bào trưởng thành. Ví dụ, trong quá trình hình thành máu, vài tỷ tế bào máu khác nhau được hình thành mỗi ngày từ các tế bào gốc trong tủy xương. Số lượng tế bào gốc gia tăng ở tuổi trẻ, nhưng tương đối ổn định ở tuổi trưởng thành. Ở người lớn, sự phân chia tế bào thường đưa đến một tế bào gốc và một tế bào tiền thân mới - do đó số lượng này phần lớn vẫn không thay đổi.

Mặc dù các tế bào gốc tạo máu tồn tại rất lâu, nhưng chúng cũng tuân theo các quá trình lão hóa. Kết quả là chúng có nguy cơ các đột biến dần dần phát triển trong vật chất di truyền của chúng. Do đó tế bào gốc có thể phát sinh đột biến tăng sinh không kiểm soát được và dẫn đến sự phát triển của ung thư. Tuy nhiên, rất khó chỉ ra sự liên kết chính xác giữa tuổi tác và "lịch sử phân chia" của tế bào gốc và nguy cơ bị thoái hóa ác tính và các rủi ro bệnh tật liên quan cho các bệnh nhân.

Các nhà nghiên cứu Benjamin Werner và Arne Traulsen ở Viện Sinh học tiến hóa Max Planck cùng với Fabian Beier và Tim Brümmendorf từ Bệnh viện Đại học Aachen đã tính toán sự phát triển của các tế bào gốc. Với mỗi lần tế bào phân chia, các telomere co ngắn lại một chút - cho đến khi không thể phân chia được nữa. "Sự phân bố chiều dài của telomere do đó phản ánh những sự phân chia trước đó của một tế bào và chúng ta có thể rút ra kết luận về các tế bào gốc, từ đó các tế bào chuyên biệt được hình thành", Werner giải thích.

Các nhà khoa học đã phân tích tế bào máu trong tổng số 356 đối tượng kiểm tra sức khỏe ở tất cả các lứa tuổi và xác định sự phân bố của độ dài telomere cho 56 đối tượng trong số họ. Sử dụng những dữ liệu này, nhóm nghiên cứu sau đó đã thử nghiệm các mô hình toán học khác nhau để mô tả sự phân bố chiều dài ứng với từng độ tuổi. "Mô hình mô tả các dữ liệu tốt nhất là mô hình có tính đến sự tăng trưởng của tế bào gốc", Werner giải thích. Các tế bào gốc có thể sinh sôi nếu, thay vì chia thành một tế bào gốc và một tế bào tiền thân, chúng chia thành hai tế bào gốc con. Những phân chia đối xứng này đặc biệt phổ biến ở trẻ em.

"Nhờ có mô hình này, một ảnh chụp sự phân bố chiều dài telomere hiện tại là đủ về mặt lý thuyết để tìm ra trạng thái telomere trong quá khứ và tương lai của một người. Chúng tôi có thể xác định quần thể tế bào gốc tại bất kỳ thời điểm nào", Traulsen nói. Điều này cho phép dự đoán các bệnh và xác định các nhóm nguy cơ. Ví dụ, những dấu hiệu cho thấy những người có số trung bình tế bào gốc tối ưu có nguy cơ phát triển ung thư thấp nhất. "Mặt khác, nhiều telomere ngắn lại có thể dễ dẫn đến xuất hiện một số bệnh tật". Beier nói.

BÀI VIẾT KHÁC

Gần 29.000 cán bộ, đảng viên nghe quán triệt, triển khai Nghị quyết Trung ương 11, khoá XIII

Sáng 16/4, tại Hội trường Diên Hồng- Nhà Quốc hội, Bộ Chính trị, Ban Bí thư tổ chức Hội nghị toàn quốc quán triệt, triển khai thực hiện Nghị quyết Hội nghị lần thứ 11 Ban Chấp hành Trung ương Đảng khóa XIII. Hội nghị được tổ chức bằng hình thức trực tiếp, kết hợp trực tuyến đến hơn 21.000 điểm cầu Tỉnh ủy, Thành ủy, Đảng ủy trực thuộc Trung ương; các ban, bộ, ngành, đơn vị sự nghiệp Trung ương và điểm cầu cấp huyện, cấp xã trên cả nước với trên 1,5 triệu đại biểu tham dự.

Ngày 16/04/2025

Thường trực Tỉnh uỷ Phú Thọ, Vĩnh Phúc, Hoà Bình họp thống nhất triển khai công tác sắp xếp, sáp nhập

Chiều 14/4, tại Tỉnh uỷ Phú Thọ, Thường trực Tỉnh uỷ Phú Thọ, Vĩnh Phúc, Hoà Bình đã họp thống nhất triển khai Kết luận của Bộ Chính trị, Ban Bí thư và các văn bản của Trung ương về sắp xếp, sáp nhập đơn vị hành chính cấp tỉnh.

Ngày 15/04/2025

Khai mạc Hội nghị Trung ương 11 khóa 13

Hội nghị Trung ương lần thứ 11 khóa 13 khai mạc sáng 10/4, dự kiến kéo dài ba ngày để thảo luận hai nhóm nội dung về sắp xếp đơn vị hành chính và chuẩn bị đại hội 14.

Ngày 11/04/2025

Phát triển toàn diện và đồng bộ khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số thành nền tảng quan trọng

Ngày 25/3/2025, Tỉnh ủy Phú Thọ ban hành Kế hoạch số 148/KH-TU về việc thực hiện Nghị quyết số 57-NQ/TW của Bộ Chính trị về đột phá phát triển khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số quốc gia.

Ngày 10/04/2025

Họp Ban chỉ đạo thực hiện sắp xếp, tổ chức lại đơn vị hành chính các cấp tỉnh Phú Thọ

PhuthoPortal - Ngày 4/4/2025, đồng chí Bùi Minh Châu - Ủy viên BCH Trung ương Đảng, Bí thư Tỉnh ủy, Chủ tịch HĐND tỉnh, Trưởng Đoàn ĐBQH tỉnh, Trưởng Ban Chỉ đạo thực hiện sắp xếp, tổ chức lại đơn vị hành chính các cấp tỉnh Phú Thọ chủ trì hội nghị công bố Quyết định thành lập Ban Chỉ đạo và triển khai một số nội dung trong thời gian tới.

Ngày 04/04/2025

Thúc đẩy hợp tác Khoa học và Công nghệ Việt Nam - Trung Quốc trong lĩnh vực trí tuệ nhân tạo, chuyển đổi số

Ngày 1/4/2025, tại Trụ sở Bộ Khoa học và Công nghệ (KH&CN), Thứ trưởng Bộ KH&CN Bùi Thế Duy đã tiếp đón ông Hà Hồng Bình (He Hongping), Phó Chủ tịch Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (CAS) cùng đoàn công tác. Cuộc gặp gỡ nhằm thúc đẩy hợp tác KH&CN giữa hai quốc gia, đặc biệt trong các lĩnh vực trí tuệ nhân tạo, chuyển đổi số.

Ngày 04/04/2025

Thông báo