Một khám phá quan trọng về cách cơ thể duy trì cấu trúc phức tạp của các mô đã được các nhà nghiên cứu tại Trung tâm Nghiên cứu và Điều trị Ung thư Helen F. Graham của ChristianaCare và Đại học Delaware thực hiện. Nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí khoa học Biology of the Cell cho thấy chỉ cần năm quy tắc cơ bản có thể giải thích cách cơ thể duy trì cấu trúc của các mô như ruột kết, ngay cả khi các tế bào liên tục chết và được thay thế.

Đây là kết quả của hơn 15 năm hợp tác giữa các nhà toán học và các nhà sinh học ung thư để tìm ra các quy tắc chi phối cấu trúc mô và hành vi của tế bào. Nghiên cứu này có thể là bước đầu tiên trong việc tìm ra ‘bản thiết kế’ của cơ thể, tương tự như mã di truyền giải thích cách gen hoạt động.

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng mô hình toán học để mô phỏng hành vi của tế bào và xác định năm quy tắc cốt lõi chi phối cấu trúc và hành vi của tế bào. Những quy tắc này bao gồm thời điểm phân chia tế bào, thứ tự phân chia tế bào, hướng phân chia và di chuyển của tế bào, số lần phân chia của tế bào và thời gian sống của tế bào trước khi chết.

Những quy tắc này hoạt động cùng nhau như một ‘kịch bản’ để kiểm soát vị trí của tế bào, thời điểm phân chia và thời gian tồn tại, giúp các mô hoạt động và duy trì cấu trúc một cách chính xác. Các nhà nghiên cứu tin rằng những quy tắc này có thể áp dụng cho nhiều loại mô khác nhau trên cơ thể, bao gồm da, gan, não và hơn thế nữa.

Việc tìm ra ‘mã mô’ này có thể giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về cách mô chữa lành sau chấn thương, cách các dị tật bẩm sinh xảy ra và cách các bệnh như ung thư phát triển khi mã này bị gián đoạn. Nghiên cứu này cũng có ý nghĩa quan trọng đối với dự án Atlas Tế bào Con người, một hợp tác khoa học toàn cầu nhằm lập bản đồ mọi loại tế bào trong cơ thể con người.

Trong tương lai, nhóm nghiên cứu sẽ kiểm tra các dự đoán của mô hình một cách thử nghiệm, hoàn thiện mô hình với dữ liệu bổ sung và khám phá liên quan đến sinh học ung thư, đặc biệt là cách các gián đoạn của mã mô có thể dẫn đến sự phát triển của khối u hoặc di căn.

Quá trình di chuyển của các tế bào dendritic qua các khe hẹp trong mô đòi hỏi sự kết hợp phức tạp giữa các lực cơ học và cấu trúc nội bộ của tế bào. Khi di chuyển, các tế bào này tạm thời hình thành một cấu trúc actin cơ học nhạy cảm ở phía trước nhân. Cấu trúc này có tác động kép, vừa đẩy ra ngoài chống lại mô xung quanh để mở rộng đường đi, cho phép phần thân tế bào lớn có thể di chuyển qua, vừa hoạt động như một tụ điện cơ học. Vai trò của cấu trúc này là giúp tế bào cân bằng giữa lực nhô ra phía trước ở mép dẫn đầu và lực nhô ra ngoài ở thân tế bào, đảm bảo sự di chuyển hiệu quả và an toàn.

Quá trình di chuyển của tế bào miễn dịch, đặc biệt là tế bào dendritic và tế bào T, là một phần quan trọng trong chức năng của hệ thống miễn dịch. Việc hiểu rõ cơ chế di chuyển này không chỉ giúp chúng ta nắm rõ hơn về hoạt động của hệ miễn dịch mà còn có ý nghĩa quan trọng trong nghiên cứu về các bệnh liên quan đến suy giảm miễn dịch. Thông qua việc nghiên cứu các cơ chế này, các nhà khoa học có thể phát triển các chiến lược mới để điều trị và phòng ngừa các bệnh liên quan đến suy giảm miễn dịch.

Gần đây, các nghiên cứu đã chỉ ra rằng protein DOCK8 đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh sự phân phối actin cơ học trong tế bào miễn dịch. Protein này giúp duy trì sự gắn kết của tế bào miễn dịch và bảo vệ nhân tế bào trong quá trình di chuyển. Việc thiếu hụt hoặc đột biến protein DOCK8 có thể dẫn đến suy giảm khả năng di chuyển của tế bào miễn dịch, từ đó ảnh hưởng đến chức năng của hệ thống miễn dịch. Do đó, nghiên cứu về protein DOCK8 và vai trò của nó trong việc điều chỉnh di chuyển của tế bào miễn dịch đang là một hướng nghiên cứu quan trọng trong lĩnh vực miễn dịch học.

Để tiếp tục hiểu rõ hơn về cơ chế di chuyển của tế bào miễn dịch và vai trò của các protein như DOCK8, các nhà nghiên cứu sẽ cần tiếp tục thực hiện các nghiên cứu chi tiết. Những nghiên cứu này có thể bao gồm việc sử dụng các kỹ thuật hình ảnh tiên tiến để quan sát trực tiếp quá trình di chuyển của tế bào miễn dịch trong các môi trường khác nhau, cũng như các nghiên cứu phân tử để hiểu rõ hơn về cách các protein như DOCK8 tương tác với các thành phần khác của tế bào. Thông qua những nỗ lực này, chúng ta có thể hy vọng sẽ có được những hiểu biết sâu sắc hơn về hệ thống miễn dịch và phát triển các liệu pháp mới để điều trị các bệnh liên quan.