Dư lượng Mesosome, từng được coi là chất thải của tế bào, chứa RNA chức năng có thể ảnh hưởng đến các tế bào khác và thậm chí gây ung thư. Khám phá này nêu bật vai trò tiềm năng của nó trong việc phát triển ung thư và mở ra những con đường mới để phát hiện và điều trị ung thư.

Vai trò của thể trung gian trong việc truyền tín hiệu tế bào và kích thích tăng sinh tế bào đã được nghiên cứu trước đây, nhưng các nhà nghiên cứu muốn tìm hiểu sâu hơn bên trong phần còn lại của thể trung gian để tìm hiểu thêm.

Từng được coi là thùng rác của tế bào, một bong bóng nhỏ vật chất tế bào được gọi là tàn dư giữa cơ thể thực ra đang đóng gói vật liệu di truyền đang hoạt động với khả năng thay đổi số phận của các tế bào khác, bao gồm cả việc biến chúng thành ung thư.

Ahna Skop, giáo sư di truyền học tại Đại học Wisconsin-Madison, cho biết điều khiến nhiều người ngạc nhiên là khi một tế bào phân chia thành hai (một quá trình gọi là nguyên phân), kết quả là không chỉ có hai tế bào con.

"Một tế bào phân chia thành ba phần: hai tế bào và phần còn lại ở giữa cơ thể, một cơ quan truyền tín hiệu mới," Schop nói. “Thật ngạc nhiên, chất trung gian chứa đầy thông tin di truyền, RNA, không liên quan nhiều đến sự phân chia tế bào nhưng có thể đóng một vai trò trong giao tiếp tế bào.”

Bản dịch RNA có nhãn màu xanh lá cây tươi sáng cho thấy hai tế bào người sắp tách ra vẫn được kết nối với nhau bằng các vi ống màu đỏ, chúng cung cấp một số cấu trúc trong quá trình phân chia tế bào. Chấm màu xanh ở giữa là cấu trúc trung gian, một cấu trúc sẽ được giải phóng khi quá trình phân chia hoàn tất và tự do mang vật liệu di truyền quan trọng của nó đến các tế bào khác. Nguồn hình ảnh: Phòng thí nghiệm phạm vi UW-Madison

Trong một nghiên cứu gần đây được công bố trên tạp chí I, phòng thí nghiệm của Scope và các cộng tác viên tại Viện Pasteur ở Paris, Trường Y Harvard, Đại học Boston và Đại học Utah đã phân tích nội dung của các thể trung gian - những phần được hình thành giữa các tế bào con trong quá trình phân chia - và theo dõi sự tương tác của các tàn dư ở phần giữa được giải phóng sau khi phân chia tế bào. Phát hiện của họ cho thấy mesosome đóng vai trò là vật trung gian cho bệnh ung thư lây lan khắp cơ thể.

"Phần giữa được cho là nơi tế bào chết hoặc được tái chế sau khi phân chia," Schop nói. "Nhưng rác của người này lại là kho báu của người khác. Chất trung gian là những gói thông tin nhỏ mà tế bào sử dụng để liên lạc."

Sự liên quan của Mesosome trong việc truyền tín hiệu tế bào và kích thích tăng sinh tế bào đã được nghiên cứu trước đây, nhưng Scope và các cộng tác viên của cô muốn nghiên cứu sâu hơn về bên trong tàn dư của midosome để tìm hiểu thêm.

Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra RNA (một bản sao hoạt động của DNA được sử dụng để tạo ra các protein giúp mọi thứ diễn ra trong tế bào) trong bộ máy trung gian và tế bào cần thiết để chuyển RNA thành protein. RNA trong các chất trung gian có xu hướng không phải là bản thiết kế cho quá trình phân chia tế bào mà là các protein liên quan đến các hoạt động chỉ đạo việc sử dụng tế bào, bao gồm tính đa năng (khả năng phát triển thành nhiều loại tế bào khác nhau trong cơ thể) và nguyên nhân khối u (sự hình thành các khối u ung thư).

"Tàn tích mesobody rất nhỏ. Nó có kích thước khoảng một micron, một phần triệu mét," Schop nói. "Nhưng nó giống như một tàu đổ bộ lên mặt trăng nhỏ. Nó có mọi thứ cần thiết để duy trì thông tin hoạt động của tế bào đang phân chia. Nó có thể di chuyển khỏi vị trí nguyên phân, đi vào máu của bạn và đáp xuống một tế bào khác ở xa."

Nhiều tàn dư ở giữa sẽ được tái hấp thu bởi một trong các tế bào con đã bong ra, nhưng những tế bào rơi xuống bề mặt ở xa (chẳng hạn như tàu đổ bộ lên mặt trăng) có thể được tế bào thứ ba hấp thụ. Nếu tế bào nhấn chìm phần giữa, nó có thể bắt đầu sử dụng RNA bị chặn một cách nhầm lẫn như thể đó là bản thiết kế của chính nó.

Nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng tế bào ung thư có nhiều khả năng tiếp nhận các chất trung gian và các chất có khả năng thay đổi số phận của chúng hơn tế bào gốc. Tế bào gốc, có khả năng tạo ra các tế bào mới và có giá trị vì tính đa năng của chúng, sẽ tạo ra một lượng lớn chất trung gian, có lẽ để duy trì tính đa năng của chúng.

Nghiên cứu trong tương lai có thể khai thác sức mạnh của RNA trung gian để đưa thuốc đến tế bào ung thư hoặc ngăn chúng phân chia.

"Chúng tôi nghĩ rằng những phát hiện của chúng tôi thể hiện mục tiêu to lớn trong việc phát hiện và điều trị ung thư", Scope, người có công trình được hỗ trợ bởi Viện Y tế Quốc gia, cho biết.

Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra một gen tên là Arc, gen này cần thiết để nạp RNA vào phần còn lại của thân và phần giữa. Arc được chiết xuất từ ​​​​một loại virus cổ xưa và nó cũng đóng một vai trò quan trọng trong quá trình tế bào não hình thành ký ức.

"Mất hồ quang dẫn đến mất RNA ở phần giữa và mất thông điệp RNA đến tế bào nhận," Skop nói. “Chúng tôi tin rằng gen ghi nhớ này rất quan trọng để tất cả các tế bào truyền tải thông điệp RNA.”

Sungjin Park, nhà khoa học cấp cao tại Phòng thí nghiệm Scoop, là tác giả chính của nghiên cứu mới. Scope và các cộng tác viên cũng đang cấp bằng sáng chế cho hai phương pháp mới có thể cải thiện chẩn đoán ung thư bằng cách giúp việc phân lập các cấu trúc trung gian khỏi môi trường tế bào hoặc huyết thanh trở nên dễ dàng hơn.