Phần lớn các hoạt động của tế bào hay ở mức độ cao hơn là hoạt động của cơ thể (chẳng hạn như co cơ, tiêu hóa thức ăn, dẫn truyền thần kinh…) được thực hiện bởi các protein. Hướng dẫn để tạo ra các protein đó được mã hóa, lưu trữ lâu dài trong DNA truyền từ thế hệ này sang thế hệ khác. Mỗi tế bào đều mang cùng một bộ nhiễm sắc thể - một bộ gen, hay nói cách khác mỗi tế bào đều chứa cùng một bộ hướng dẫn. Tuy nhiên, các loại tế bào khác nhau, chẳng hạn như tế bào cơ hay tế bào thần kinh, đều có những đặc điểm riêng biệt. Những khác biệt này phát sinh như thế nào? Câu trả lời nằm ở sự điều hòa hoạt động gen, cho phép mỗi tế bào chỉ chọn lọc những hướng dẫn nhất định có liên quan. Điều này dẫn tới, ở mỗi loại tế bào, bộ gen được hoạt động theo những cách khác nhau.

Bộ gen - mã di truyền DNA, mang một lượng lớn thông tin để có thể chuyển đổi trực tiếp thành protein. Vì vậy các tế bào sao chép thông tin được lưu trữ thành các phân tử gọi là RNA thông tin, hoặc mRNA. Phiên mã hoặc sao chép theo nghĩa đen là những gì các tế bào làm khi viết lại các hướng dẫn DNA thành RNA. Các mRNA sau đó được đọc bởi bộ máy bên trong tế bào và được dịch từ "ngôn ngữ axit nucleic” (ngôn ngữ DNA và RNA) thành ngôn ngữ “axit amin” (ngôn ngữ protein). MiRNA cũng là các phân tử được mã hóa thông tin trong DNA giống như mRNA, tuy nhiên vai trò của chúng không phải để tạo ra các phân tử protein có chức năng. Chúng là các RNA có kích thước nhỏ chỉ 21 - 22 nucleotide, bám vào phần đuôi của mRNA, làm cho mRNA bị thoái hóa (phân hủy), từ đó ngăn chặn việc tạo ra protein từ mRNA chúng bám vào. MiRNA không đơn thuần là công tắc bật tắt hoạt động gen, mà chúng hoạt động như một núm vặn “điều chỉnh độ sáng” để làm giảm sản xuất protein. MiRNA có cấu trúc và hoạt động tương tự như các RNA can thiệp nhỏ (siRNA) - một khám phá cũng đã được vinh danh cho giải Nobel Y Sinh 2006, tuy nhiên sự khác biệt ở chỗ miRNA được tạo ra từ chính bộ gen của tế bào trong khi trong hầu hết các trường hợp siRNA phát sinh từ các RNA đến từ bên ngoài tế bào. 

 

Năm 1993, bắt đầu từ việc khám phá sản phẩm gen lin-4 - những phân tử RNA có kích thước ngắn “bất thường” ở giun tròn có tác dụng ngăn chặn quá trình sinh tổng hợp protein của gen lin-14, một nguyên lí mới về sự điều hòa hoạt động gen thông qua một loại RNA trước đây chưa biết đã được phát hiện. Tiếp đó, gen let-7, một gen mã hóa miRNA khác được khám phá vào những năm 2000, có tính bảo tồn cao và hiện diện trong toàn bộ giới động vật. Kể từ đó hàng trăm miRNA khác nhau đã được xác định. Ngày nay, chúng ta biết rằng có hơn một nghìn gen cho các miRNA khác nhau ở người và sự điều hòa gen bằng miRNA là phổ biến trong các sinh vật đa bào. MiRNA được chứng minh có tinh bảo tồn theo quá trình tiến hóa và tham gia vào quá trình phát sinh nhiều loại bệnh, điều hòa chu trình tế bào, chết theo chương trình, lão hóa, quyết định số phận tế bào và các con đường truyền tín hiệu khác nhau. 

 

Sau tổn thương, quá trình chữa lành mô được bắt đầu bằng cách sửa chữa và tái tạo. Nền tảng của cả hai quá trình là sự biểu hiện của các gen liên quan ngay tại vị trí tổn thương mô. So sánh cấu hình miRNA của mô không bị tổn thương với mô hồi phục sau tổn thương, nhiều nghiên cứu cho thấy miRNA tham gia vào quá trình sửa chữa và tái tạo mô. Bằng các kĩ thuật gen tiên tiến gây biểu hiện quá mức hoặc ức chế miRNA ở cá ngựa vằn, các quá trình này có thể được định hướng, từ đó xác thực các miRNA nào có liên quan. Nghiên cứu ở cá ngựa vằn có thể mở rộng để tìm hiểu các miRNA điều hòa quá trình sửa chữa - tái tạo mô ở người do tính bảo tồn về cấu trúc và chức năng của miRNA trong giới động vật. 

 

 

Tế bào gốc là tế bào chưa biệt hóa và có tiềm năng biệt hóa thành nhiều loại tế bào khác nhau. Tế bào gốc được phân loại thành tế bào gốc trưởng thành, tế bào gốc phôi (ESC) và tế bào gốc đa năng cảm ứng (iPSC). Tế bào gốc có tiềm năng lớn trong trị liệu lâm sàng do tính đa năng và khả năng tự tái tạo. Các loại tế bào gốc khác nhau biểu hiện miRNA khác nhau. MiRNA được chứng minh có vai trò quan trọng trong việc tái lập trình tính gốc, duy trì tính đa năng và khả năng biệt hóa. Trong tương lai, miRNA có thể đóng góp rất nhiều vào liệu pháp tế bào gốc và có tiềm năng ứng dụng trong y học tái tạo.

miRNA trong các túi ngoài bào exosome được tiết ra bởi tế bào gốc trung mô (MSC) có tác dụng trao đổi tín hiệu tương tác giữa các tế bào. Tế bào gốc trung mô được ứng dụng trong y học tái tạo do tác dụng cận tiết, chống viêm và điều hòa miễn dịch. Thay vì sử dụng tế bào gốc trung mô nguyên vẹn, các dẫn xuất có nguồn gốc từ MSC như exosome chứa miRNA có thể được sử dụng làm công cụ chẩn đoán, theo dõi và điều trị bệnh. 

 

----------------------------------------------------------------------------
Để tìm hiểu thêm về kiến thức, vui lòng liên hệ với Mescells:
Trụ sở Việt Nam: TT21, 204 Nguyễn Tuân, Thanh Xuân, Hà Nội
Văn phòng đại diện Nhật Bản: 〒175-0094 Tokyo, Itabashi ku, Narimasu 5-6-15
Hotline: 0866 022 097
Email: institute@mescells.com