Loài sứa khép miệng vết thương chỉ trong vài phút, bí mật chữa lành khiến các nhà khoa học chú ý

• Medusa, giai đoạn bơi tự do của Clytia hemisphaerica, có thể khép các vết thương nhỏ trong vài phút và phục hồi cả vết thương lớn trong vòng 1 giờ, đồng thời không tạo mô sẹo như ở người
• Nhờ cơ thể trong suốt và khả năng phục hồi nhanh, có thể quan sát theo thời gian thực quá trình tế bào biểu mô nối lại mô bị tổn thương ngay bên trong cá thể sống
• Bài báo mới của Jocelyn Malamy tổng hợp rằng quá trình chữa lành vết thương biểu mô ở Clytia diễn ra nhờ sự hoạt động tuần tự của lamellipodia và cáp actomyosin
• Lamellipodia bò trên màng đáy và kéo tế bào tiến về phía trước, còn cáp actomyosin kéo tế bào và đẩy mảnh vụn vết thương ra ngoài khi màng đáy bị tổn thương hoặc có mảnh vụn
• Phần lớn quá trình chữa lành ở Clytia tương tự các hệ thống động vật khác, bao gồm cả động vật có vú, nên nghiên cứu sứa có thể cung cấp manh mối để hiểu cơ chế chữa lành vết thương

---

Vì sao Clytia được chú ý như một mô hình chữa lành vết thương

• Jocelyn Malamy của Marine Biological Laboratory lần đầu quan sát thấy tế bào Clytia hemisphaerica “bước đi” về phía nhau để khép vết thương khoảng 10 năm trước
• Medusa của Clytia là giai đoạn bơi tự do mà mọi người thường nghĩ tới khi nhắc đến sứa, nhưng phần lớn vòng đời của chúng diễn ra dưới dạng quần thể polyp, bám trên bề mặt đá, cầu tàu hoặc mặt dưới lá trong nước
  • Quần thể polyp sẽ phóng thích medusa non vào một thời điểm nào đó
  • Medusa chỉ sống tối đa vài tháng, nhưng quần thể polyp có thể tồn tại liên tục như cây bụi lâu năm
• Medusa Clytia khép vết thương nhỏ trong vài phút và chữa lành cả vết thương lớn hơn trong vòng 1 giờ
  • Không hình thành mô sẹo như ở người
  • Malamy cho rằng quá trình chữa lành của sứa gần với chữa lành phôi thai không để lại sẹo hơn

Quá trình chữa lành có thể thấy trực tiếp trong cơ thể trong suốt

• Medusa Clytia trong suốt, cho phép quan sát chuyển động tế bào theo thời gian thực bên trong động vật sống
• Khác với động vật có vú, chúng không có hệ miễn dịch gây viêm quanh vết thương hay quá trình tái tạo mao mạch làm mờ quan sát, nên dễ thấy động lực học cơ bản của việc sửa chữa tổn thương
• Có thể trực tiếp nhìn thấy cảnh tế bào biểu mô nối lại mô tổn thương như đang khâu vá
• Tế bào biểu mô là các tế bào phủ bề mặt cơ thể, tạo nên da và lót bên trong các mô như ruột
  • Da và các mô biểu mô bên trong thường xuyên bị tổn thương và cần được sửa chữa, nên là đối tượng trọng tâm trong nghiên cứu chữa lành vết thương
• Nhiều phần trong quá trình chữa lành vết thương của Clytia rất giống với các quá trình thấy ở những hệ thống khác, bao gồm cả động vật có vú

Hai cấu trúc tế bào lần lượt khép vết thương

• Khi là MBL Whitman Fellow năm 2017, Malamy cùng các sinh viên lần đầu mô tả đặc tính chữa lành vết thương biểu mô ở Clytia, rồi mở rộng nghiên cứu này trong bài báo hợp tác năm 2018 với Michael Shribak, thành viên giảng viên của MBL
• Bài báo mới là nỗ lực dùng mô hình Clytia để hệ thống hóa các cơ chế chữa lành vết thương biểu mô đã được báo cáo ở các sinh vật, kích thước vết thương và dạng vết thương khác nhau
• Mọi quá trình chữa lành vết thương biểu mô ở Clytia đều diễn ra qua hoạt động tuần tự của hai cấu trúc tế bào then chốt
  • Cấu trúc thứ nhất là lamellipodia
  • Cấu trúc thứ hai là cáp actomyosin
• Cơ chế trọng tâm của bài báo mới là cách hai cấu trúc này được phối hợp trong nhiều loại vết thương

Vai trò của lamellipodia và cáp actomyosin

• Cấu trúc phản ứng và hình thành đầu tiên ở vết thương là lamellipodia
  • Malamy xem chúng như “cảm biến giống bàn chân” giàu actin của tế bào
  • Lamellipodia di chuyển như những kẻ thăm dò, thể hiện chuyển động linh hoạt giống amip
• Lamellipodia vươn ra từ các tế bào ở rìa vết thương và bò trên màng đáy, một tấm protein nằm bên dưới mọi tế bào biểu mô
  • Khi di chuyển, chúng kéo tế bào đã tạo ra chúng tiến về phía trước
  • Cuối cùng, thân tế bào kéo dài qua vết thương và khép vết thương lại
• Lamellipodia cũng hình thành ngay cả ở những vết thương rất nhỏ bên trong một tế bào đơn lẻ
• Trong khi lamellipodia bò về phía trước, cáp actomyosin hình thành ở phía sau chúng
  • Khi lamellipodia phủ lên màng đáy, quá trình co rút của cáp được kích hoạt
  • Nếu màng đáy bị tổn thương, cáp actomyosin có thể kéo tế bào qua vùng tổn thương và đẩy mảnh vụn vết thương ra ngoài
• Nếu vết thương quá lớn khiến chỉ lamellipodia không thể chạm tới nhau, di chuyển tế bào tập thể sẽ bắt đầu
  • Toàn bộ tấm biểu mô được nhấc lên và bắt đầu di chuyển
  • Khi lamellipodia của các tế bào phía trước gặp nhau, vết thương lớn cũng khép lại theo cùng cách như vết thương nhỏ

Câu hỏi còn lại là việc sửa chữa chính màng đáy

• Malamy cho rằng hệ thống này là một cơ chế đã thích nghi để nhanh chóng chữa lành nhiều loại vết thương có thể xuất hiện trong tự nhiên
• Kế hoạch nghiên cứu tiếp theo là khảo sát cơ chế thúc đẩy sửa chữa màng đáy
• Chỉ kéo tế bào lại để khép vết thương là chưa đủ; đến một thời điểm nào đó, chính màng đáy bị tổn thương cũng phải được sửa chữa
• Vẫn chưa rõ việc sửa chữa màng đáy diễn ra như thế nào trong các hệ thống khác nhau
• Toàn bộ nghiên cứu có thể xem trong bài báo trên Molecular Biology of the Cell

[GN⁺]

Ý kiến trên Hacker News

• Vì đây là thông cáo báo chí của một viện nghiên cứu biển, trọng tâm không hẳn là họ nghiên cứu vì nó liên quan trực tiếp đến con người, mà gần hơn với việc đây là đối tượng thú vị để một viện nghiên cứu biển nghiên cứu
  Khả năng giúp ích cho con người có vẻ thấp. Trừ khi bạn có một người bạn là cục gelatin sống vài tháng, không có hệ tuần hoàn lẫn hệ thần kinh

  • Bài viết nói khá rõ rằng điểm thú vị là một số cơ chế phục hồi biểu mô dường như được bảo tồn rộng rãi ở động vật, bao gồm cả động vật có vú
  • Nhìn vào Novo Nordisk thì có thể thấy ý tưởng rằng ứng dụng sẽ lập tức xuất phát từ mục tiêu nghiên cứu có thể bị thách thức
  • Ai mà biết được. Một ngày nào đó có thể sẽ có bộ đồ sinh vật cho người hoặc màng tự khâu kín cho máy móc
  • Chính khả năng rất nhỏ rằng nó có thể giúp ích cho con người khiến nó hấp dẫn hơn

• Điều gây ấn tượng là khi nghe “sứa”, dạng medusa bơi tự do mà ta thường nghĩ tới chỉ là một giai đoạn trong vòng đời; cũng giống như ta dễ nghĩ hoa, hoặc bản thân con sứa, là một sinh vật, nhưng thực ra đó là đơn vị sinh sản
  Có lẽ từ giờ tôi sẽ không còn nhìn sứa như trước nữa

  • Tôi cũng vậy. Chi tiết “sứa thực ra về cơ bản là hoa” đọng lại lâu hơn cả chuyện chữa lành vết thương
  • Nhìn từ góc độ loài, phần lớn sinh vật ở một giai đoạn nào đó đều là đơn vị sinh sản hoặc một phần của nó. Tất nhiên vẫn có cá thể vô sinh

• Điều tôi thích ở nghiên cứu này là sứa có thể hữu ích hơn với tư cách một hệ thống cho phép ta thực sự nhìn rõ nguyên lý vận hành cơ bản, hơn là một nguồn “gen tái sinh” kỳ diệu

• Tiêu đề trông như clickbait, gợi ý về một loại kem y tế ghê gớm nào đó

  • Đồng ý. Từ trước thời LLM tôi đã luôn ghét kiểu tiêu đề kịch tính “hai phần” với “trì hoãn phần thưởng” như thế này
    Trước đây nó đã lười biếng, còn giờ thì trông như sự lười biếng “chỉ để dụ một cú nhấp”. Đáng tiếc là The Guardian dạo này cũng bị kiểu này làm ô nhiễm khá nhiều

• Chẳng phải sứa có lợi thế là mô rất đơn giản sao?

  • Với mô đơn giản hơn, mạch máu, viêm và nhiều quá trình khác không diễn ra đồng thời, nên dễ quan sát cơ chế cốt lõi hơn
  • Nói chính xác thì sứa không phải một sinh vật đơn lẻ, mà là một quần thể gồm các sinh vật độc lập nhưng phần lớn đã chuyên hóa. Có lẽ điều này cũng liên quan đến tiêu đề bài viết

• Lúc đầu tôi tưởng tượng ra một cách thần kỳ là chà sứa lên vết thương thì sẽ lành
  Tôi đã nghĩ kích ứng da gì đó cũng chấp nhận được, vì nó sẽ cứu mạng người, nhưng hóa ra không phải. Không có niềm vui kiểu đó

  • Dùng Aloe vera, bản gelatin trên cạn tương ứng, là được. Nó hoạt động khá tốt theo kiểu tạo một lớp màng giống da sứa trên da

• Sứa trong suốt và không có não nên chẳng có bí mật gì để che giấu, và chữa lành vết thương tức thì có thể là phần thưởng hoặc cái giá cho điều đó
  Dù sao thì chúng đã sống sót gần như với hình dạng hiện tại suốt 700 triệu năm, nên chừng nào chúng ta còn tồn tại, rất có khả năng chúng vẫn sẽ là đối tượng để quan sát