Theo nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Communications, khoa học đã phát hiện loài ốc sên táo có khả năng tái tạo hoàn toàn đôi mắt sau khi bị cắt bỏ.
Câu chuyện bắt đầu từ nghiên cứu của Tiến sĩ Alice Accorsi nhằm kiểm soát loài ốc táo xâm lấn gây thiệt hại cho các cánh đồng rau diếp ở Ý.
Trong quá trình này, Tiến sĩ Alejandro Sánchez Alvarado, Chủ tịch kiêm Giám đốc khoa học của Viện Nghiên cứu Y khoa Stowers (Hoa Kỳ), đã gợi ý bà thử cắt bỏ một số bộ phận của ốc táo để quan sát khả năng tái sinh.
Ốc táo có khả năng mọc lại mắt sau 1 tháng (Ảnh: Getty).
Kết quả khiến Tiến sĩ Accorsi kinh ngạc: những con ốc này thực sự có thể tái tạo mắt. Khám phá này đã thúc đẩy sự hợp tác giữa hai nhà khoa học, biến ốc táo thành sinh vật mô hình để nghiên cứu cơ chế di truyền của quá trình tái tạo cơ quan cảm giác phức tạp.
Quá trình tái tạo mắt thần kỳ
Nghiên cứu cho thấy, chỉ chưa đầy hai tuần sau khi bị loại bỏ hoàn toàn mắt, ốc táo đã bắt đầu có dấu hiệu tái tạo. Sau chưa đầy một tháng, một con mắt mới được hình thành với cấu trúc gần như trùng khớp với mắt ban đầu.
Điều đáng chú ý là các bộ phận cấu thành mắt như thủy tinh thể hay võng mạc không tái tạo đồng thời mà mỗi phần phát triển theo tốc độ riêng.
Tiến sĩ Sánchez Alvarado mô tả quá trình này trải qua bốn giai đoạn: chữa lành vết thương, hình thành khối tế bào đặc biệt, xuất hiện thủy tinh thể và võng mạc, và cuối cùng là hoàn thiện toàn bộ cấu trúc mắt.
Hiện tại, con người mới chỉ có thể thực hiện giai đoạn đầu tiên là chữa lành vết thương. Việc tìm ra cách kích hoạt các giai đoạn tiếp theo có thể mở ra đột phá lớn trong y học tái tạo.
Gen Pax6 và hy vọng cho con người
Trong quá trình phân tích, nhóm nghiên cứu đã xác định gen pax6 đóng vai trò đặc biệt quan trọng. Gen này vốn đã được biết đến trong sự phát triển mắt của động vật có xương sống và ruồi giấm.
Khi các nhà khoa học vô hiệu hóa pax6 ở ốc táo bằng công nghệ chỉnh sửa gen, những con ốc này vẫn khỏe mạnh nhưng không thể hình thành mắt.
Đây là lần đầu tiên giới khoa học có thể quan sát trực tiếp nền tảng di truyền điều khiển sự tái tạo một cơ quan cảm giác phức tạp như mắt và lập danh sách các gen tiềm năng khác để tiếp tục thử nghiệm.
Ốc táo là loài ốc nước ngọt lớn, sở hữu cả mang và phổi, cho phép chúng tồn tại cả dưới nước và trên cạn. Sự thích nghi này cùng với tốc độ sinh sản nhanh khiến ốc táo trở thành loài xâm lấn khó kiểm soát ở nhiều khu vực.
Nghiên cứu mới không chỉ nhằm tìm hiểu cơ chế tái tạo mắt ở ốc sên mà còn mở ra hướng ứng dụng cho con người.
Nhóm của Tiến sĩ Accorsi và Tiến sĩ Sánchez Alvarado đang tiếp tục phân tích cơ chế phân tử và tế bào điều phối quá trình tái tạo không đồng bộ, vai trò của các nhóm tế bào gốc hay tế bào tiền thân, cùng các yếu tố điều hòa ngoài pax6.
Điều khiến giới khoa học đặc biệt hứng thú là nhiều gen tham gia vào quá trình tái tạo mắt của ốc táo cũng xuất hiện trong quá trình phát triển mắt ở động vật có xương sống, bao gồm cả con người.
Dù mắt ốc sên và mắt người tiến hóa độc lập, cả hai vẫn dựa trên một bộ nền tảng di truyền chung.
Tiến sĩ Accorsi nhận định rằng sự tương đồng này tạo cơ hội cho các nghiên cứu so sánh nhằm làm sáng tỏ cơ chế sinh học của việc tái tạo và có thể đưa ra chiến lược phục hồi hoặc sửa chữa mô mắt ở người.
Nếu con người hiểu được cách loài ốc này kích hoạt và điều phối toàn bộ quá trình tái tạo mắt, y học có thể tiến gần hơn tới việc phục hồi thị lực cho những bệnh nhân mất mắt hoặc tổn thương nghiêm trọng do bệnh lý hay chấn thương.
Nghiên cứu này được đánh giá là một bước tiến khoa học đầy hứa hẹn, minh chứng rằng những sinh vật nhỏ bé tưởng chừng đơn giản vẫn ẩn chứa những bí mật có thể thay đổi cách con người điều trị bệnh.
