Lần đầu tiên giới khoa học nhìn thấu và lập bản đồ một bộ phận trong cơ thể người

Theo nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature, các nhà khoa học tại Trường Y khoa Stanford đã tiến hành kiểm tra 8 vùng ruột non và ruột già của 9 người hiến tạng đã qua đời.

Ruột non dài trung bình khoảng 6 m, gấp khoảng gần 4 lần một con người có kích thước trung bình. Đây được coi là cơ quan nội tạng lớn nhất trong cơ thể con người.

Các chuyên gia đã sử dụng một công nghệ được gọi là CODEX (hay còn gọi là đồng phát hiện bằng mã vạch) để chụp ảnh những khu vực này. Cụ thể, mô ruột sẽ được nhuộm và rửa nhiều lần bằng những kháng thể huỳnh quang liên kết với các protein để giúp chụp ảnh dễ dàng hơn.

Đây là bản đồ đầu tiên về ruột người. Ảnh: Stanford Medicine

Bằng cách sử dụng CODEX và những công nghệ hình ảnh, kết hợp với trình tự mới khác, các nhà khoa học đã có thể lập được bản đồ về những vùng lân cận ruột ở cấp độ những tế bào riêng lẻ. Đây là điều chưa từng đạt được trong những nghiên cứu trước đây.

Trên thực tế, khi ruột được lập bản đồ, các chuyên gia có thể xác định được 20 vùng lân cận tế bào ruột riêng biệt trong hệ thống tiêu hóa của con người.

Các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng, chúng bao gồm những tế bào biểu mô tạo nên niêm mạc ruột, tế bào mô liên kết, tế bào thần kinh, tế bào miễn dịch và mạch máu.

Hình ảnh chi tiết này cho thấy các tế bào cơ có màu đỏ và được bao quanh bởi các tế bào miễn dịch màu đỏ tươi, cùng các protein màu lục lam và tế bào nội mô để tạo thành những mạch máu (hiển thị có màu vàng). Ảnh: Stanford Medicine

Nhóm nghiên cứu hy vọng rằng, những hình ảnh này sẽ được sử dụng nhằm giúp chẩn đoán về các tình trạng chẳng hạn như hội chứng ruột kích thích và ung thư ruột kết trong giai đoạn đầu. Theo đó, các bác sĩ có thể tiến hành so sánh, phân tích hình ảnh về hệ thống tiêu hóa khỏe mạnh và không khỏe mạnh.

Sau cùng, nhóm các nhà khoa học đặt mục tiêu sẽ tạo ra một bản đồ 3 chiều về ruột để có thể hiểu rõ hơn về cấu trúc thần kinh cũng như mạch máu của hệ tiêu hóa. Điều này sẽ giúp ích cho việc chẩn đoán và điều trị các loại bệnh về tiêu hóa.

Lần đầu tiên các nhà khoa học lập bản đồ ruột người

Trong hình ảnh này, những vùng được đánh dấu màu xanh lá cây là cytokeratins. Đây là loại protein cho phép các tế bào chịu được áp lực cơ học quá trình tiêu hóa. Loại protein này được các tế bào miễn dịch bao quanh (màu đỏ tươi) và nhân tế bào nhân chuẩn (màu xanh lam). Ảnh: Stanford Medicine

GS Michael Snyder tại Trường Y khoa Stanford Medicine, cho biết: 'Đây là lần đầu tiên lập được bản đồ ruột của người ở cấp độ đơn bào. Nó giống như việc khám phá một hành tinh mới, nơi chúng tôi không biết chính xác mình sẽ tìm thấy loại tế bào nào hoặc chúng sẽ được tổ chức như thế nào'.

Ruột có nhiều loại tế bào, trong đó bao gồm các tế bào biểu mô tạo thành niêm mạc ruột, tế bào mô liên kết, tế bào thần kinh và tế bào miễn dịch. Với các bản đồ mới, các nhà khoa học không chỉ có thể xác định được vị trí của từng loại tế bào mà còn xác định được các tế bào khác mà chúng liên kết với.

GS Garry Nolan tại Stanford cho biết: 'Việc nhìn vào sự hiện diện hay vắng mặt của một ttees bào đơn lẻ không cho chúng ta biết nhiều điều. Bởi chỉ có nhìn vào cách các tế bào được liên kết lại với nhau để xác định chức năng của chúng'.

Cận cảnh các protein, vi khuẩn và tế bào miễn dịch. Ảnh: Stanford Medicine

Bên cạnh việc tạo ra một tài liệu tham khảo cho các mô khỏe mạnh, các bản đồ mới còn tiết lộ về một số kết nối lâm sàng thú vị. Chẳng hạn, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng những người hiến tạng có chỉ số khối cơ thể cao hơn thì có số lượng đại thực bào nhóm M1 tăng lên rất nhiều và điều này có liên quan đến tình trạng viêm nhiễm.

Theo các chuyên gia, những người có chỉ số khối cơ thể cao hơn, đặc biệt là trên một số mức nhất định, có nguy cơ mắc các bệnh về đường tiêu hóa cao hơn. Nhiều bệnh trong số đó có liên quan đến chứng viêm mãn tính.

Trong nghiên cứu này, tất cả 9 mẫu ruột đều đến từ những người đã trưởng thành hiến tặng. Phần lớn họ đều là nam giới và có da trắng.

GS Snyder cho biết: 'Một trong những bước tiếp theo của chúng tôi chính là tăng tính đa dạng của các mẫu. Mục tiêu của chúng tôi là có được một nhóm mẫu toàn diện hơn, bao gồm đa dạng về nguồn gốc dân tộc và nhóm tuổi'.