Tìm thấy hệ thống miễn dịch kiểm soát sự tái tạo mô mắt ở cá

Theo nghiên cứu mới này cho thấy khả năng tái tạo tự nhiên mô võng mạc của mắt cá có thể được đẩy mạnh bằng cách kiểm soát hệ thống miễn dịch của cá. Những phát hiện mới này có thể một ngày nào đó sẽ phát triển cho các nỗ lực chống lại bệnh thoái hoá mắt ở người.

Jeffrey Mumm, phó giáo sư nhãn khoa thuộc Trường Đại học Y khoa Johns Hopkins nói: "Ở cấp độ tế bào, cá ngựa vằn và mắt người rất giống nhau. Trên thực tế, cả mắt người và cá ngựa vằn có chứa Müller glia, một loại tế bào gốc có thể cảm ứng được cho khả năng tái tạo đặc biệt tế bào võng mạt mắt. Các nhà nghiên cứu cho biết họ tìm ra bằng chứng cho thấy microglia, một loại tế bào được tìm thấy trong hầu hết các hệ thống miễn dịch tự nhiên trên động vật có xương sống, ảnh hưởng đến đáp ứng tái tạo của Müller glia và có thể khai thác để đẩy mạnh sự phát triển của mô mới trong võng mạc."

Nghiên cứu cho thấy, các nhà nghiên cứu đã tạo ra mô hình bệnh thoái hóa võng mạc cá ngựa vằn bằng cách kết hợp một gen cho một enzyme chuyên biệt vào các tế bào hình que của võng mạc cá. Enzyme có khả năng chuyển đổi hóa học chất metronidazole thành một chất độc, cho phép các nhà nghiên cứu giết chết một cách có chọn lọc những tế bào thể hiện nó.
Sau khi có sự mất quang tử trong lưới võng mạc cá, các nhà nghiên cứu đã theo dõi phản ứng của hệ thống miễn dịch bằng cách theo dõi hoạt động của ba loại tế bào miễn dịch có đánh dấu huỳnh quang trong và quanh mắt: neutrophils, microglia và macrophages ngoại vi. Họ đã theo dõi hoạt động của các tế bào miễn dịch bằng cách sử dụng hình ảnh kính hiển vi 3-D, qua đó họ phát hiện ra rằng bạch cầu trung tính, loại tế bào miễn dịch thường là phản ứng đầu tiên đối với tổn thương mô. Microglia là những tế bào duy nhất mà các nhà nghiên cứu thấy rằng có thể đáp ứng được với tổn thương và tiếp cận các tế bào bị thương.

Các nhà nghiên cứu đã tiến hành các thử nghiệm trên cá ngựa vằn với enzyme chuyên biệt kết hợp cả tế bào que và tế bào vi mô bằng cách loại bỏ cả hai loại tế bào trên để xem vi khuẩn có vai trò gì trong quá trình tái tạo. Họ phát hiện ra rằng khi vi khuẩn cũng bị mất đi, Müller glia cho thấy hầu như không có hoạt động tái tạo sau ba ngày hồi phục, so với khoảng 75% tái sinh trong nhóm đối chứng (cá bình thường).

Sau khi sử dụng enzym để gây chết tế bào que trong cá, các nhà nghiên cứu đã bổ sung thuốc chống viêm vào để giảm phản ứng của vi khuẩn. Các nhà nghiên cứu đã chứng kiến sự gia tăng retinal 30% vào ngày thứ 4 của sự phục hồi so với nhóm chứng.

Sau đó họ sử dụng một loại thuốc chống viêm là Dexamethasone để xem liệu chúng có thể tăng tốc độ tái tạo trong mô võng mạc cá ngựa vằn hay không. Mumm giải thích, Microglia có hai dạng - M1, có liên quan đến chứng viêm; và M2, có liên quan đến việc sửa chữa. Các nhà nghiên cứu tin rằng có thể kích hoạt microglia để chuyển từ giai đoạn 1 sang giai đoạn 2 nhanh hơn bằng cách sử dụng thuốc và tin rằng họ có thể cải thiện khả năng tái tạo mô võng mạc của cá ngựa vằn.

Các nhà nghiên cứu hy vọng rằng bằng cách khai thác khả năng cải thiện sự tái sinh tự nhiên ở cá ngựa vằn, họ có thể hiểu rõ hơn cách gây ra sự tái tạo trong mắt người, có nhiều cơ chế tương tự để kiểm soát khả năng tái tạo.

Mumm nói: "Con người chúng ta có một sự tiến hóa về khả năng tái tạo các mô nhất định. "Nhưng con người vẫn có thẻ sử dụng di truyền để tái tạo mô võng mạc, nếu chúng ta có thể kích hoạt và kiểm soát nó."