Ốc sên 'hồi sinh' mắt sau khi bị cắt cụt, vén màn bí mật gen 'siêu đẳng' mở ra hy vọng chữa lành cho con người!

Câu chuyện bắt đầu khi tiến sĩ Alice Accorsi đang nghiên cứu giải pháp khắc chế loài ốc táo xâm lấn đang hoành hành khắp các cánh đồng rau diếp ở Ý. Bà nhận được một đề nghị bất ngờ từ tiến sĩ Alejandro Sánchez Alvarado, chủ tịch kiêm giám đốc khoa học của Viện Nghiên cứu Y khoa Stowers: "Này Alice, cô có thể quay lại trường đại học và cắt bỏ một số bộ phận của những con ốc này rồi xem chúng có tái sinh không?".

Kết quả thật đáng kinh ngạc. Accorsi nhận thấy rằng ốc táo thực sự có khả năng tái sinh mắt. Hai nhà khoa học đã hợp tác và bắt đầu biến ốc táo thành một sinh vật mô hình để nghiên cứu cơ chế di truyền đằng sau sự tái tạo cơ quan cảm giác phức tạp này.

Khám phá này không chỉ là một giải pháp hữu ích cho một loài xâm lấn gây nhiều phiền toái, mà còn là một bước tiến khoa học quan trọng mà chúng ta chưa bao giờ có thể làm được với loại mắt này trước đây.

Tốc độ "hồi sinh" đáng kinh ngạc và gen "chìa khóa"

Theo tiến sĩ Accorsi, quá trình tái tạo mắt của ốc táo diễn ra với tốc độ và độ chính xác đáng kinh ngạc. "Trong vòng chưa đầy hai tuần sau khi cắt bỏ hoàn toàn mắt, các dấu hiệu tái tạo ban đầu sẽ xuất hiện, và trong vòng chưa đầy một tháng, một con mắt mới được tái tạo đã được phục hồi", bà chia sẻ với IFLScience .

Một trong những phát hiện bất ngờ nhất là việc các thành phần khác nhau của mắt ốc táo không tái tạo với cùng tốc độ hoặc đồng bộ. Tiến sĩ Sánchez Alvarado cho biết: "Sau 28 ngày kể từ khi cắt cụt, mắt được tái tạo gần như khớp với cấu trúc của một mắt bình thường còn nguyên vẹn, nhưng thật bất ngờ khi thấy sự tái tạo không đồng bộ của từng bộ phận riêng lẻ".

Quá trình tái tạo diễn ra qua bốn giai đoạn chính: chữa lành vết thương, hình thành khối tế bào đặc biệt, sự xuất hiện của thủy tinh thể và võng mạc, và sự trưởng thành của tất cả các thành phần của mắt.

Mặc dù con người chỉ có thể thực hiện giai đoạn đầu tiên (chữa lành vết thương), nhưng việc hiểu được yếu tố kích hoạt bước tiếp theo có thể là một khám phá then chốt cho sức khỏe mắt của con người.

Một gen quan trọng đã thu hút sự chú ý của họ là pax6, được biết là đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển mắt của động vật có xương sống và ruồi giấm. Khi chức năng gen này bị phá vỡ ở ốc sên được chỉnh sửa gen, dòng ốc sên táo mới vẫn khỏe mạnh nhưng không phát triển mắt.

Đây là lần đầu tiên khoa học có thể nhìn sâu vào nền tảng di truyền của một cơ quan cảm giác phức tạp như mắt, và họ đã có một danh sách các gen ứng cử viên để tiếp tục thử nghiệm.

Mở ra hy vọng cho việc chữa lành mắt con người

Nghiên cứu này là bước khởi đầu đầy thú vị để hiểu rõ hơn về cách tạo ra mắt, nhưng nhóm nghiên cứu vẫn chưa hoàn thành. Họ muốn giải quyết những câu hỏi quan trọng như cơ chế phân tử và tế bào điều phối quá trình tái tạo không đồng bộ, vai trò của các quần thể tế bào gốc hoặc tế bào tiền thân cụ thể, và những yếu tố điều hòa nào ngoài pax6 đang thúc đẩy quá trình này.

Có lẽ điều hấp dẫn nhất là họ cũng hy vọng khám phá xem liệu chúng ta có thể áp dụng kiến thức đó để mang lại mức độ tái tạo cơ quan cảm giác tương tự ở các loài khác hay không. "Nhiều gen hoạt động trong quá trình tái tạo mắt ốc sên cũng liên quan đến sự phát triển mắt của động vật có xương sống", tiến sĩ Accorsi nói thêm.

"Phát hiện này cho thấy, mặc dù mắt ốc sên và mắt người tiến hóa độc lập, chúng vẫn dựa trên một bộ các khối xây dựng di truyền chung. Nó cũng mở đường cho các nghiên cứu so sánh có thể mang lại những hiểu biết giá trị về sinh học của quá trình tái tạo và có khả năng cung cấp các chiến lược để sửa chữa hoặc phục hồi mô ở người".

Nghiên cứu này, được công bố trên tạp chí Nature Communications , không chỉ là một kỳ tích khoa học mà còn là một tia sáng hy vọng cho tương lai của y học, đặc biệt trong việc chữa lành các tổn thương mắt và phục hồi thị giác. Việc giải mã bí mật của loài ốc sên tưởng chừng như đơn giản này có thể là chìa khóa để mở ra một kỷ nguyên mới của y học tái tạo.