Một sự hợp tác của Đại học UCLA-Hoa Kỳ và Viện Nghiên cứu Trẻ em Seattle đã mang lại kiến thức mới về những gen chịu trách nhiệm sản xuất và giải phóng globulin miễn dịch G, loại kháng thể phổ biến nhất trong cơ thể con người. Phát hiện này có khả năng thúc đẩy việc đưa ra các liệu pháp dựa trên kháng thể cho bệnh như ung thư; viêm khớp, cũng như phát triển phương pháp điều trị y tế dựa trên việc sản xuất kháng thể.

Kháng thể là một nhóm các protein rất quan trọng đối với hệ miễn dịch. Globulin miễn dịch G, hay IgG, lưu trữ ký ức về những lần nhiễm trùng trong quá khứ và đánh dấu vi khuẩn nguy hiểm để tế bào miễn dịch loại bỏ. IgG của mẹ cũng rất quan trọng đối với khả năng phòng vệ miễn dịch của trẻ sơ sinh.

Các nhà khoa học đã biết trong nhiều thập kỷ rằng một quần thể tế bào bạch cầu, được gọi là tế bào B huyết tương, tạo ra IgG. Tế bào huyết tương B có hiệu quả cao, tạo ra hơn 10.000 phân tử IgG mỗi giây. Nhưng các cơ chế phân tử cho phép các tế bào plasma tiết kháng thể vào máu vẫn chưa được hiểu đầy đủ.

Với mục đích tìm hiểu thêm về các cơ chế đó, nhóm nghiên cứu đã thực hiện một phân tích chưa từng được thực hiện trước đây: Họ thu thập hàng nghìn tế bào B huyết tương đơn lẻ cũng như các chất tiết riêng lẻ của chúng, sau đó kết nối lượng protein mà mỗi tế bào riêng lẻ tiết ra với một tập bản đồ hàng chục ngàn gen được biểu hiện bởi cùng một tế bào. Để thu thập các tế bào và dịch tiết của chúng, họ đã sử dụng các hộp chứa hydrogel hình bát siêu nhỏ được gọi là ống nano, được phát triển trong nghiên cứu trước đây của Đại học UCLA.

Phân tích của họ phát hiện ra các gen liên quan đến sản xuất năng lượng và loại bỏ những protein bất thường thậm chí còn quan trọng hơn đối với việc tiết IgG cao so với các gen chứa hướng dẫn để tạo ra kháng thể. Và sự hiện diện của CD59, một gen trước đây không liên quan đến sự tiết IgG, là một yếu tố dự đoán tốt hơn về nhiều tế bào plasma sản xuất cao so với dấu hiệu di truyền khác đã được liên kết với loại tế bào này.

Giáo sư Dino Di Carlo cho biết: “Các quá trình này trong tế bào giống như một dây chuyền lắp ráp để tạo ra protein và có rất nhiều chỗ mà bạn có thể thấy tắc nghẽn. Mọi thứ phải di chuyển trơn tru, đồng bộ trong tế bào. Nếu một tế bào đang tạo ra nhiều protein, thì nó sẽ sử dụng rất nhiều năng lượng và cần một cách để sửa chữa các protein bị rối loạn”.

Đồng tác giả nghiên cứu Richard James của Đại học Washington, cho biết: Ví dụ, để biết được gen nào liên quan đến việc tiết ra nhiều kháng thể hơn có thể được các nhà sản xuất dược phẩm sử dụng để tạo ra những tế bào tiết ra một lượng lớn kháng thể. Kiến thức đó cũng có thể được áp dụng cho một chiến lược mới nổi nhằm đưa tế bào đã được chỉnh sửa trực tiếp vào cơ thể bệnh nhân, chẳng hạn như liệu pháp tế bào tiềm năng.

Ở cách thức mới, các ống nano và thiết lập phòng thí nghiệm tiêu chuẩn được sử dụng trong nghiên cứu cũng mở ra những khả năng mới để hiểu cách thức các hướng dẫn chứa trong DNA được chuyển thành hành vi của tế bào. Mỗi ống nano chứa các phân tử được điều chỉnh để liên kết với các protein trên bề mặt tế bào mà nhóm tác giả đang nghiên cứu, điều này cho phép ống nano thu giữ một tế bào tại một thời điểm. Một khi tế bào đó được cố định và bảo vệ trong "bát" vi sóng nano, các chất tiết ra của nó cũng tích tụ và được gắn vào kháng thể cụ thể được tạo ra để giữ chúng.

Trong nghiên cứu này, nhóm điều tra đã bẫy hàng chục nghìn tế bào plasma, cùng với IgG mà chúng giải phóng, trong các ống nano có đường kính khoảng một phần ba độ dày của một tờ giấy. Các ống nano sau đó được chạy qua một thiết bị để phân tích RNA thông tin của từng tế bào, hay còn gọi là mRNA. Mỗi tế bào trong cơ thể đều mang cùng một bản thiết kế được viết bằng DNA. Vì vậy, các nhà khoa học phát hiện gen nào đang hoạt động bằng cách xem xét mARN, gen này dịch các hướng dẫn đó để mỗi tế bào có thể tạo ra protein dành riêng cho chức năng của nó.

Đ.T.V (NASATI), theo https://medicalxpress.com/news/2023-08-scientists-genes-linked-high-production.html, 14/8/2023