Phát hiện mới có thể khiến sách giáo khoa phải viết lại: Phổi không chỉ giúp chúng ta hô hấp, nó còn tạo máu

Trong một nghiên cứu vừa đăng trên tạp chí Nature ngày hôm nay, các nhà khoa học tại Đại học California đã công bố một phát hiện mang tính đột phá. Điều này có thể khiến nhiều cuốn sách giáo khoa và sinh học phổ thông phải được viết lại.

Cụ thể, trong quá trình quan sát cơ thể chuột bằng một siêu kính hiển vi, các nhà khoa học nhận thấy phổi của chúng liên tục sản sinh ra hơn 10 triệu tế bào máu tiểu cầu mỗi giờ. Con số chiếm một tỷ trọng rất lớn trong hệ thống tuần hoàn của động vật.

Phát hiện này đi ngược lại giả thuyết kéo dài hàng thập kỷ tới nay, cho rằng tủy xương là nơi duy nhất, sản sinh ra tất cả máu trong cơ thể con người cũng như mọi động vật có vú.

Phổi không chỉ giúp chúng ta hô hấp, nó còn tạo máu

“Phát hiện này chắc chắn sẽ cho chúng ta thấy một cái nhìn phức tạp hơn về phổi – rằng nó không chỉ là cơ quan hô hấp, mà còn là một nhân tố quan trọng đóng góp vào quá trình tạo máu”, Mark R. Looney, một trong những tác giả nghiên cứu cho biết. “Những gì mà chúng ta quan sát thấy ở chuột gợi ý rằng phổi cũng có thể giữa vai trò quan trọng trọng quá trình hình thành máu ở người”.

Trước đây, các nhà khoa học cho rằng các tế bào sinh máu gọi là megakaryocyte đều nằm trong tủy xương. Nhưng cuối cùng, một số lượng của tế bào này lại được xác định trong phổi, và tuyệt vời hơn chúng cũng có thể sản sinh tiều cầu.

Ở tủy xương, một quy trình được gọi là haematopoiesis (tạo máu) sẽ sản sinh ra nhiều loại tế bào máu như tế bào hồng cầu, bạch cầu cho tới tiểu cầu. Trong đó, hồng cầu mang oxy đi khắp cơ thể, bạch cầu làm nhiệm vụ miễn dịch và tiểu cầu là thành phần cần thiết giúp đông máu khi mạch hở.

Tuy nhiên, khi theo dõi các tế bào tạo máu megakaryocyte ở phổi, các nhà khoa học nhận thấy hoạt động của nó cũng sản sinh ra không chỉ một số, mà là lượng lớn tiểu cầu cho toàn bộ cơ thể. Đột nhiên, họ chợt nhận ra mình đã bỏ qua một quá trình sinh học thực sự quan trọng trong suốt nhiều thập kỷ. Không có một bộ sách giáo khoa nào đề cập về vấn đề này.

Tế bào megakaryocyte cư trú cả trong phổi động vật có vú, và chúng ở đó để sản sinh tiểu cầu

Khám phá chỉ được thực hiện bởi một công nghệ theo dõi rất tiên tiến được gọi là chụp ảnh quang tuyến 2 photon. Trong đó, các nhà khoa học thực hiện chèn một chất chỉ thị, protein huỳnh quang phát sáng xanh, vào bộ gen của chuột.

Các protein được lấy từ các loài động vật có khả năng phát sáng xanh tự nhiên như sứa. Và chúng chỉ đóng vai trò chỉ thị chứ không hề gây ảnh hưởng đến tế bào sống.

Kỹ thuật này cho phép các tiểu cầu của chuột phát ra ánh sáng huỳnh quang và các nhà khoa học có thể quan sát sự di chuyển của chúng, sử dụng kỹ thuật chụp ảnh quang tuyến trong thời gian thực. Nhờ vậy mà, những điều chưa từng thấy đã được phát hiện, một lượng tế bào megakaryocyte rất lớn cư trú trong mô phổi.

"Khi chúng tôi phát hiện ra số lượng tế bào megakaryocyte này đang sống trong phổi, chúng tôi biết ngay, mình sẽ phải theo dõi sát hiện tượng này”, Emma Lefrancais, một trong số những nhà nghiên cứu cho biết.

Phát hiện sau đó còn bất ngờ hơn nữa. Những tế bào megakaryocyte này sản sinh một lượng tiểu cầu cực lớn, hơn 10 triệu đơn vị mỗi giờ. Điều đó có nghĩa là tới một nửa số tiểu cầu trong cơ thể chuột được sinh ra từ phổi chứ không phải tủy sống.

Nó dẫn đến một hình dung tương tự cho kịch bản trên người:

Các tế bào tiểu cầu không chỉ được sinh ra ở tủy sống, nó còn được tìm thấy từ phổi

Các thí nghiệm tiếp theo cũng cho thấy một lượng lớn các tế bào máu gốc đang ẩn mình ngay bên ngoài mô phổi. Đó là những tế bào tiền thân của megakaryocyte, mà cũng có chức năng tạo hồng cầu. Mật độ của các tế bào này tương đối lớn, những con chuột có khoảng 1 triệu tế bào trong phổi của chúng.

Theo dõi sát sao vòng tuần hoàn của megakaryocyte, các nhà khoa học nhận ra rằng chúng có thể bắt đầu từ tủy xương, sao đó đi đến phổi. Ở phổi, các tế bào này bắt đầu sản xuất ra tiểu cầu.

“Điều này thật hấp dẫn”, Guadalupe Ortiz-Muñoz, đồng tác giả nghiên cứu cho biết. “Có thể phổi là một lò phản ứng sinh học lý tưởng cho việc sản sinh tiểu cầu. Có thể là do mô hình lực cơ học của máu, mà cũng có thể xuất phát từ một tín hiệu phân tử mà chúng ta vẫn chưa biết đến”.

Bước tiếp đó trong nghiên cứu, các nhà khoa học muốn kiểm tra xem khám phá của họ có thể được ứng dụng vào điều trị bệnh về phổi, cũng như các căn bệnh liên quan đến thiếu máu hay không.

Cụ thể, một số con chuột có nồng độ tiểu cầu thấp đã được cấy ghép phổi với các tế bào máu gốc, tiền thân của megakaryocyte. Quá trình này lập tức tỏ ra có hiệu quả khi tiểu cầu của chúng nhanh chóng phục hồi về mức bình thường. Hiệu quả điều trị được quan sát kéo dài suốt vài tháng.

Hơn một nửa tế bào tiểu cầu trong chuột có thể được sinh ra từ đây, phổi của chúng

Một thử nghiệm khác cũng mô phỏng những gì xảy ra để điều trị những con chuột có tủy xương không sản sinh được máu. Nhóm nghiên cứu đã tạo ra những con chuột không thể sản sinh tế bào máu gốc trong tủy. Sau đó, họ cấy ghép phổi chứa tế bào máu gốc cho chúng.

Cuối cùng, họ quan sát được các tế bào máu gốc di chuyển ngược từ phổi về tủy sống. Ở đó, chúng tiếp tục sản sinh tiểu cầu, bạch cầu, tế bào B và tế bào T cho cơ thể chuột. Hiệu ứng này được các nhà nghiên cứu đánh giá là rất quan trọng.

Bây giờ, để biết chắc quá trình tương tự có làm việc trên người hay không, các thử nghiệm sẽ phải được mở rộng. Tuy nhiên, nghiên cứu tiên phong này đã tạo cho chúng ta căn cứ mạnh mẽ để tin rằng phổi và tủy xương đã phối hợp với nhau để sản xuất máu cho cơ thể.

Nghiên cứu đã lật đổ một quan niệm truyền thống trong y học, rằng chỉ có tủy sống mới là nơi sản sinh tế bào máu cho cơ thể. Phát hiện này thực sự sẽ mở đường cho nhiều cuộc thăm dò chuyên sâu hơn vào chức năng tạo máu của phổi. Cuối cùng, những ứng dụng hứa hẹn mà nó tạo ra cho y học chắc chắn không hề nhỏ.

Tham khảo ScienceAlert