Báo cáo chi tiết công trình nghiên cứu được công bố trên Tạp chí Lão hóa Tim mạch. Theo Robert Schwartz, GS xuất sắc Hugh Roy và Lillie Cranz Cullen về sinh học và hóa sinh tại Cao đẳng Khoa học tự nhiên và Toán học UH, phát hiện đột phá này có tiềm năng trở thành một phương pháp lâm sàng mạnh mẽ điều trị bệnh tim ở người.

Công nghệ mới do nhóm các nhà nghiên cứu phát triển sử dụng axit ribonucleic truyền tin tổng hợp (mRNA) để cung cấp những yếu tố phiên mã (sao chép) đột biến, protein kiểm soát quá trình chuyển đổi DNA thành RNA đến tim chuột.

GS Schwartz, dẫn đầu cuộc nghiên cứu cùng TS Siyu Xiao và Dinakar Iyer, PGS nghiên cứu về sinh học và hóa sinh cho biết: “Chưa ai có thể làm được đến mức độ này, công nghệ có thể trở thành một phương pháp điều trị khả thi cho con người”.

MRNA tổng hợp góp phần tăng trưởng giống tế bào gốc

Các nhà nghiên cứu đã chứng minh được, hai yếu tố phiên mã đột biến, Stemin và YAP5SA, hoạt động song song với nhau để tăng cường sự sao chép các tế bào cơ tim, hoặc tế bào cơ tim được phân tách từ tim chuột. Các thí nghiệm này được tiến hành in vitro trên đĩa nuôi cấy mô. Nhóm nghiên cứu đã cố gắng biến tế bào cơ tim thành một trạng thái giống tế bào gốc hơn để có thể tái tạo và sinh trưởng.

Stemin làm bật lên những đặc tính giống tế bào gốc từ các tế bào cơ tim. Vai trò quan trọng của yếu tố phiên mã Stemin là "yếu tố thay đổi cuộc chơi". Trong khi đó, YAP5SA thúc đẩy sự phát triển của những cơ quan khiến các tế bào cơ tái tạo nhiều hơn.

Trong một thử nghiệm riêng biệt được công bố trên cùng một tạp chí, nhóm nghiên cứu đã thông báo, Stemin và YAP5SA sửa chữa được tim chuột bị hỏng in vivo. Đáng chú ý, các nhân tế bào cơ tim đã sao chép ít nhất 15 lần trong 24 giờ sau khi tiêm vào tim để cung cấp các yếu tố phiên mã.

Khi cả hai yếu tố phiên mã được tiêm vào tim chuột trưởng thành bị nhiễm bệnh, kết quả thu được đáng kinh ngạc. Phòng thí nghiệm nhận thấy các tế bào cơ tim nhân lên nhanh chóng trong vòng một ngày, trong khi các quả tim trong tháng tiếp theo được sửa chữa để hoạt động trở lại gần như chức năng bơm tim bình thường và ít để lại sẹo.

Một lợi ích bổ sung của việc sử dụng mRNA tổng hợp là enzyme sẽ biến mất trong vài ngày, trái ngược với phát tán lan truyền. Những liệu pháp gen được chuyển giao cho các tế bào bằng các vectơ virut gây lên những lo ngại về an toàn sinh học vì không thể dễ dàng ngăn chặn được. Nhưng phương pháp phân phối trên cơ sở  mRNA sẽ nhanh chóng biến mất.

Số lượng tế bào cơ tim có hạn

GS Schwartz và PGS Iyer thực hiện nghiên cứu này trong vài năm, Xiao tập trung vào nghiên cứu này trong suốt quá trình làm luận án tiến sĩ tại UH và tốt nghiệp vào mùa thu năm 2020.

Phát hiện này đặc biệt quan trọng vì ít hơn 1% tế bào cơ tim trưởng thành có thể tái sinh. Tất cả mọi người kết thúc cuộc đời với hầu hết những tế bào cơ tim đã có trong tháng đầu tiên của cuộc đời. Khi bị nhồi máu cơ tim và các tế bào cơ tim chết đi, khả năng co bóp của tim có thể bị suy giảm hoặc mất.

Nghiên cứu được tài trợ một phần thông qua Đại học Houston, Chủ tịch Cullen, Ban Điều phối Giáo dục Đại học Texas, Quỹ Leducq và một thỏa thuận nghiên cứu được tài trợ từ Animatus Biosciences, LLC.

Những nhà khoa học tham gia vào nghiên cứu khác bao gồm Rui Lang từ UH; Zhishi Chen và Jiang Chang từ Viện Khoa học Sinh học và Công nghệ Texas A&M.