Chú chuột nhỏ bé này có thể nắm giữ chìa khóa cho một cuộc cách mạng y tế trong tương lai!

Monica Sousa là một nhà khoa học dày dạn kinh nghiệm, nhưng cô khó có thể tin được những gì đang diễn ra trước mắt. Trên chiếc ghế dài trước mặt cô ấy là một cái lồng nhựa nhỏ mà cách đây vài tuần đã chứa những con chuột bị liệt nửa người, chúng chỉ có thể lê chân sau để di chuyển. Nhưng bằng một cách thần kỳ nào đó mà giờ đây, những con chuột có thể chạy xung quanh và thậm chí nhảy nhót như chưa từng có dấu hiệu của bệnh tật. Trên thực tế, sau khi những con chuột bị thương, Sousa không hề sử dụng phương pháp điều trị nào, ngoại trừ thuốc giảm đau.

Điều này khiến Monica Sousa cảm thấy vô cùng kinh ngạc, vì trước đây cô chưa từng quan sát hay nghiên cứu về hiện tượng này ở động vật có vú. Các loài động vật có vú, từ loài gặm nhấm nhỏ đến con người, thường không có khả năng tự phục hồi được sau các chấn thương nghiêm trọng ở tủy sống hoặc các tổn thương hệ thần kinh trung ương khác. Nhưng có vẻ như loài chuột gai Châu Phi lại là một ngoại lệ.

Trong những năm gần đây, các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng loài chuột gai Châu Phi có khả năng tái tạo phi thường, chúng có thể khắc phục những tổn thương nghiêm trọng ở da, tim, thận và tủy sống. Chuột gai Châu Phi là một loài gặm nhấm, gần giống với chuột thí nghiệm, chúng thường được tìm thấy trong môi trường sống khô cằn ở các nước Châu Phi như Kenya, Somalia và Tanzania.

Monica Sousa, người nghiên cứu sự tái tạo dây thần kinh tại Đại học Porto ở Bồ Đào Nha, và các đồng nghiệp của cô sau đó đã ghi lại khả năng sửa chữa tủy sống phi thường của loài chuột gai trong một bài báo xuất bản đầu năm nay. Trong vòng vài tuần, những con chuột gai Châu Phi đã hồi phục sau tình trạng tê liệt của chúng.

Ngoài các loài động vật có vú, có khá nhiều loài có khả năng tái tạo các bộ phận quan trọng của cơ thể. Tái tạo là một hình thức chữa lành vết thương đặc biệt, khả năng này có thể tái tạo các mô bị mất và tránh để lại sẹo quá mức, cho phép bộ phận cơ thể bị tổn thương có thể hoạt động tốt như trước đó sau khi hồi phục. Ví dụ, kỳ nhông, giun dẹp, cá ngựa vằn và một số loài sứa có thể tái tạo các bộ phận tương đối lớn và phức tạp trên cơ thể chúng. Theo một nghiên cứu được công bố vào năm 2020, cá sấu mới nở cũng có thể mọc lại những chiếc đuôi bị đứt lìa. Tuy nhiên, không có loài động vật nào trong số này có liên quan mật thiết đến chúng ta về mặt di truyền như chuột gai.

Nhiều nhà nghiên cứu tin rằng những động vật tái sinh này có thể nắm giữ những bí mật sinh học có thể giúp mở ra một cuộc cách mạng y học mới và thúc đẩy việc điều trị chấn thương chân tay nghiêm trọng và các bệnh thoái hóa. Sau nhiều thập kỷ nghiên cứu một số loài động vật này, các nhà khoa học vẫn chưa tìm ra cách tái tạo các bộ phận quan trọng của cơ thể.

Vào năm 2011, Ashley Seifert vẫn đang theo học tại Đại học Florida (hiện là trợ lý giáo sư sinh học tại Đại học Kentucky) bác sĩ thú y Elliott Jacobson tặng 40 con chuột gai Châu Phi và những con vật nhỏ bé này sau đó đã trở thành cơ sở cho nghiên cứu liên quan của Seifert.

Trước đó ông đã có cơ hội biết mà tiếp xúc với loài vật này trong một chuyến đi nghiên cứu ở Kenya. Seifert phát hiện ra rằng ngay cả một cái nắm rất nhẹ cũng có thể khiến cho loài chuột này rụng da, cùng với lớp lông dày và gai bao phủ.

Bằng cách quan sát cách những con chuột có gai Châu Phi phản ứng sau khi lột da và trong một thí nghiệm đối chứng, tai của chúng đã hồi phục sau khi bị thủng những lỗ nhỏ. Theo những quan sát khác nhau, Seifert đã đưa ra một số khám phá đáng kinh ngạc: Trong quá trình hồi phục sau loại chấn thương này, những con chuột có gai Châu Phi trông có vẻ sở hữu nhiều năng lượng hơn. Các vết thương trên tai của chúng không chỉ chữa lành vết thương bằng cách hình thành mô sẹo mà còn tiến xa hơn, hình thành mô mới bao gồm nang tóc, mỡ cơ thể và sụn.

Seifert kể lại: "Tôi thực sự bị sốc khi nhìn thấy những sợi lông mới mọc lên qua kính hiển vi. Ông đã lấy mẫu da của chuột gai Châu Phi để phân tích trong phòng thí nghiệm. Cũng trong nghiên cứu này, Seifert và các đồng nghiệp nhận thấy da của chuột gai Châu Phi mỏng manh bất thường. Nhóm đã công bố kết quả của nghiên cứu này vào năm 2012. Sau khi hiểu rõ về khả năng tái sinh của chuột gai Châu Phi, Seifert đã lập một kế hoạch nghiên cứu chuyên sâu hơn, và nhanh chóng bắt đầu sử dụng nhóm nghiên cứu mà ông có được từ Jacobson.

Phải mất khoảng một thập kỷ sau khi kết quả của Seifert được công bố trước khi một số ít các nhà nghiên cứu khác quan tâm đến loài chuột gai. Ví dụ, một bài báo nổi tiếng được xuất bản vào năm 2021 mô tả cách chuột gai Châu Phi phục hồi sau tổn thương thận nghiêm trọng, ở các loài gặm nhấm khác, có thể dẫn đến suy cơ quan toàn thân.

Các nhà nghiên cứu suy đoán rằng chuột gai Châu Phi đã tiến hóa khả năng lột da để tránh những kẻ săn mồi cố gắng bắt chúng. Tuy nhiên, khả năng tái sinh trong tự nhiên có thể có những lợi ích khác, chẳng hạn như cho phép chúng chịu đựng số lượng lớn ký sinh trùng. Dù lý do là gì, điều đáng ngạc nhiên nhất là chúng đã tiến hóa được khả năng hiếm thấy ở các loài động vật có vú khác. Nhưng trong một nghiên cứu chưa được công bố gần đây, Seifert phát hiện ra rằng một loài gặm nhấm có quan hệ họ hàng gần với loài chuột gai Châu Phi, loài chuột Lophuromys, dường như cũng có khả năng tái sinh tương tự.

Kể từ năm 2012, nhiều nhà khoa học đã xây dựng những nghiên cứu của riêng mình dựa trên công trình của Seifert. Phát hiện của họ khiến Seifert ngạc nhiên. Bài báo của Sousa và các đồng nghiệp về quá trình tái tạo tủy sống ở chuột gai đặc biệt ấn tượng: Trong thí nghiệm của họ, tủy sống của khoảng 10 con chuột có gai đã bị cắt đứt hoàn toàn; tất cả đều phục hồi khả năng vận động hoàn toàn.

Ở các quốc gia như Bồ Đào Nha hoặc Hoa Kỳ, các nhà khoa học cũng tiến hành các thí nghiệm như vậy, tuy nhiên họ phải trải qua sự phê duyệt nghiêm ngặt của một ủy ban đạo đức. Sousa nhấn mạnh rằng tất cả những con chuột đều được uống thuốc giảm đau và sức khỏe chung của chúng đã được tính đến ở mỗi bước của cuộc thử nghiệm.

Các nghiên cứu chỉ ra rằng chuột gai chữa lành vết thương rất nhanh, điều này có thể khiến chúng không hình thành nhiều (hoặc không) mô sẹo, mà thay vào đó là để tái tạo những phần cơ thể bị thiếu. Các nhà nghiên cứu tin rằng đại thực bào đóng một vai trò nào đó, nhưng nguyên nhân chính xác gây ra điều này vẫn chưa rõ ràng. Các đại thực bào đã nuốt hết vi khuẩn xâm nhập và cũng giúp kiểm soát phản ứng miễn dịch đối với mô bị tổn thương.

Không giống như con người và nhiều loài động vật khác, khi chuột gai Châu Phi bị thương, chúng dường như chỉ triển khai một số loại đại thực bào, giúp chữa lành vết thương mà không gây viêm quá mức và hình thành mô sẹo. Seifert giải thích: "Các đại thực bào là tác nhân chính của việc tăng và giảm tình trạng viêm nhiễm".

Tuy nhiên, nhiều điều khác có thể xảy ra trong quá trình tái tạo. Ví dụ, Sousa và các đồng nghiệp đã phát hiện ra một loại enzym đặc biệt trong quá trình tái tạo tủy sống của chuột gai Châu Phi, nhưng họ vẫn không biết tế bào nào biểu hiện gen này.

Và có thể nói, bản chất của việc tái tạo của loài chuột gai Châu Phi vẫn còn nhiều điều chưa được khám phá, theo đó việc phát triển các phương pháp điều trị y tế mới dựa trên các công trình nghiên cứu vẫn còn một số lỗi.

Mặc dù con đường dẫn đến một loại thuốc hoặc liệu pháp mang tính cách mạng dựa trên nghiên cứu chuột gai Châu Phi có thể còn dài và không chắc chắn, nhưng các nhà khoa học tin rằng khả năng này là quá quan trọng nên không thể bỏ qua. Bởi một khi thành công nó chắc chắn sẽ thay đổi cuộc đời của rất nhiều người.