Mới đây, các nhà nghiên cứu tại Đại học Utah đã thành công trong việc tổng hợp các thành phần chính có trong chất nhầy. Trong đó, loại protein bọc đường này không chỉ có nhiệm vụ điều hòa sự vận chuyển của các phân tử mà còn đóng vai trò quan trọng trong hệ miễn dịch và hoạt động của tế bào.

Ở nghiên cứu mới nhất, các nhà nghiên cứu đã sử dụng chất nhầy tổng hợp để tìm hiểu các ảnh hưởng của hợp chất trên đến giai đoạn đầu của quá trình hình thành khối u. Theo thông cáo phát hành, nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra “việc thay đổi cấu trúc chất nhầy của các tế bào khỏe mạnh để giống với tế bào ung thư có thể khiến chúng hoạt động giống tế bào ung thư”.

Jessica Kramer, trưởng nhóm nghiên cứu, cho biết chất nhầy từ lâu đã được xem là chất thải của cơ thể. Tuy nhiên, chúng lại có nhiều vai trò khác nhau. Ví dụ, nó hoạt động như một hàng rào bảo vệ và tạo điều kiện cho sự di chuyển của các phân tử và vi hạt đến các tế bào biểu mô bên dưới hệ thống hô hấp và tiêu hóa.

Ngoài ra, trong một nghiên cứu gần đây, Giáo sư Kramer và đội ngũ cộng sự  đã phát hiện ra mối liên hệ giữa các loại đường đặc biệt và chất nhầy, từ đó giúp ngăn chặn sự lây nhiễm  coronavirus trong quá trình nuôi cấy tế bào.

Giáo sư Kramer, một chuyên gia hàng đầu trong lĩnh vực kỹ thuật y sinh tại một trường đại học, cho biết: "Việc nghiên cứu chất nhầy đặt ra nhiều thách thức do sự phức tạp và đa dạng của cấu trúc protein có trong chất nhầy”.

Giáo sư Kramer cũng nhận định: “Hiện tại, chúng tôi đang tiến hành tạo ra các loại chất nhầy tổng hợp nhằm khám phá các tác động của hợp chất hóa học có trong protein đến hoạt động của tế bào ung thư. Trước đây, việc nghiên cứu còn gặp nhiều khó khăn do chúng tôi không thể kiểm soát được các đặc tính phân tử của chất nhầy thông qua các phương pháp di truyền và sinh học truyền thống”.

Theo thông cáo báo chí, cơ thể con người sở hữu hơn 20 gen chất nhầy. Đặc biệt, mỗi gen này chỉ được biểu hiện ở các mô cụ thể.

Các gen này sẽ trải qua quá trình ghép nối, tạo ra nhiều loại protein riêng biệt. Thêm vào đó, các tế bào cũng sẽ tiến hành điều chỉnh các protein này thông qua nhiều quá trình khác nhau, ví dụ như việc thêm đường mới tùy theo thể trạng và nhu cầu khác nhau của cơ thể.

Do đó, hiện tại chúng ta vẫn chưa có một “phương pháp di truyền đơn giản” cụ thể nào để tạo ra các chất nhầy riêng biệt.

Chất nhầy tổng hợp trong việc phát hiện khối u

Giáo sư Kramer cùng đội ngũ nghiên cứu đã thành công trong việc tạo ra các chất nhầy tổng hợp mới kết hợp giữa các phương pháp hóa học tổng hợp tiên tiến và enzyme vi khuẩn.

Những chất nhầy tổng hợp này đã mở ra tiềm năng thực hiện các thử nghiệm chính xác và cụ thể hơn, đồng thời mang lại những hiểu biết sâu rộng về cách thức mà các loại đường và trình tự protein khác nhau ảnh hưởng đến hành vi của tế bào.

Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra chất nhầy được tìm thấy trên bề mặt tế bào ung thư đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy sự di căn, hay sự lây lan của ung thư sang các mô khác trong cơ thể.

Những chất nhầy này giúp các tế bào ung thư né tránh sự phòng vệ của hệ thống miễn dịch, bằng cách ức chế sự kích hoạt của các tế bào miễn dịch.

Trong điều kiện thông thường, các tế bào biểu mô không gây ung thư sẽ trải qua quá trình phát triển và bám dính vào các tế bào xung quanh. Khi chúng tiếp tục phát triển, một số tế bào sẽ bị loại bỏ khỏi lớp biểu mô để duy trì cấu trúc mô ổn định và cân đối.

Tuy nhiên, khi nhóm nghiên cứu của Giáo sư Kramer thay đổi cấu trúc tế bào để chúng có một lớp chất nhầy dày đặc giống như lớp chất nhầy trên tế bào ung thư, quá trình tự nhiên này đã bị gián đoạn. Thay vì bị loại bỏ, các tế bào đã biến đổi lại tích tụ và chồng chất lên nhau, tạo ra hình ảnh giống như giai đoạn đầu của quá trình hình thành khối u.

Nghiên cứu này mở ra tiềm năng phát triển các phương pháp trị liệu mới. Giáo sư Kramer giải thích trong thông cáo báo chí: “Đối với vắc xin, chúng ta không thể chỉ xem xét trình tự protein vì đó không phản ánh đúng hình ảnh của phân tử đối với hệ thống miễn dịch. Thay vào đó, khi một tế bào miễn dịch tiếp xúc với bề mặt tế bào ung thư, nó sẽ nhìn thấy đường trước tiên chứ không phải chuỗi protein”.

Những phát hiện này đã được công bố tại Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ (ACS) vào thứ Hai, ngày 18/3.

Đức Anh Nguyễn