Nhà khoa học Emma Rawlins chia sẻ quá trình nghiên cứu bệnh phổi

Ý kiến của chuyên gia đầu ngành về bệnh phổi dưới góc nhìn tế bào.

Tiến sĩ Emma Rawlins là trưởng nhóm tại Viện Gurdon, Cambridge, Vương quốc Anh. Bất chấp những thách thức đại dịch COVID-19 mang đến, bà đã dành thời gian để nói chuyện trực tuyến với Rebecca Wagner về sự nghiệp và công việc hiện tại của bà. Với mong muốn tìm hiểu sự phát triển của phổi để phục vụ cho mục đích lâu dài là sửa chữa những lá phổi bị tổn thương. Bài Nhà khoa học Emma Rawlins chia sẻ quá trình nghiên cứu bệnh phổi trình bày quan điểm của chuyên gia về vấn đề này.

Nhà khoa học Emma Rawlins chia sẻ quá trình nghiên cứu bệnh phổi

1. Giới thiệu

Phổi là một cơ quan có cấu trúc cao. Chúng bao gồm một số loại tế bào khác nhau được tạo ra trong quá trình phát triển của một quần thể tiền thân phổi cụ thể. Chúng cũng tác động đến quá trình phản ứng chấn thương ở người lớn. Nhóm nghiên cứu của Emma đặc biệt quan tâm đến việc tìm hiểu cách thức sản xuất các loại tế bào khác nhau được xác định trong các môi trường khác nhau. Họ hướng tới các công việc bao gồm

sự phát triển tế bào,
cân bằng nội môi,
và chống lại chấn thương.

Mục tiêu bao quát của nhóm do nhà khoa học Emma Rawlins đại diện là

cung cấp những hiểu biết sâu sắc về công nghệ tế bào,
cho phép tái tạo có định hướng các mô phổi bị tổn thương,
phát triển thí nghiệm trở thành một liệu pháp được áp dụng lâm sàng.

Để trả lời những câu hỏi nghiên cứu hấp dẫn này, họ sử dụng

hỗn hợp nuôi cấy organoid,
kiến thức di truyền trên thân chuột,
và kỹ thuật mô hình toán học.

2. Nhận định của nhà khoa học Emma Rawlins

Bà có thể nói sơ lược về sự nghiệp của mình?

Tôi đã học đại học tại Đại học Cambridge. Chính tại đây, tôi đã khám phá ra niềm đam mê đối với di truyền học. Và điều này đã khiến tôi theo học Tiến sĩ di truyền học Drosophila cùng Andrew Jarman. Tôi tập trung tìm hiểu sự phát triển của hệ thống thần kinh ngoại vi ở Drosophila. Đây là một trải nghiệm tuyệt vời. Và tôi hoàn toàn đủ quyền tự do để theo đuổi những ý tưởng riêng.

Sau khi hoàn thành chương trình học tiến sĩ, tôi muốn xem xét sự phát triển trong hệ thống động vật có vú. Tôi tham gia nhóm của Brigid Hogan tại Đại học Duke, Hoa Kỳ. Một lần nữa, tôi có thể tập trung vào sở thích của mình trong khoa sinh học phát triển. Và lần này tôi đã dành hết thời gian cho việc tìm hiểu về cấu trúc, chức năng và bệnh lý của phổi. Tôi đã học rất nhiều về di truyền học của chuột. Vào cuối chương trình học sau đại học, người hướng dẫn luận văn của tôi đã khuyến khích tôi nộp đơn vào một vị trí giảng viên. Chính thế tôi đặt chân đến Viện Gurdon ở Cambridge. Nơi đây tôi tiếp tục nghiên cứu bệnh phổi.

Điều gì đã khiến bà trở thành một nhà khoa học?

Tôi yêu thích tất cả các môn học ở trường phổ thông. Nhưng cuối cùng tôi nhận thấy mình đam mê các môn khoa học. Và đặc biệt, môn hóa học cuốn hút tôi nhất. Việc giảng dạy hóa học ở cấp đại học khá khác biệt. Và tôi thấy các bài giảng về sinh học rất hấp dẫn. Đặc biệt, những bài giảng về khoa sinh học phát triển. Chính John Gurdon, một trong những giảng viên ở trường, đã truyền cảm hứng cho tôi. Trong năm cuối của chương trình học tôi tập trung vào di truyền học. Một phần do bề rộng của khoa nghiên cứu này.

Làm thế nào nhà khoa học Emma Rawlins có chỗ đứng trong khoa sinh học tế bào gốc?

Tôi có thể nói rằng khoa sinh học tế bào gốc là một tập hợp con của khoa sinh học phát triển. Và những người cố vấn tuyệt vời đã khuyến khích tôi tìm ước mơ của mình trong lĩnh vực này.

Ban đầu tôi quan tâm nhất đến

cơ chế cân bằng nội môi ở người trưởng thành,
và hành vi sinh sản vô tính của các tế bào gốc riêng lẻ.

Tuy nhiên, những thí nghiệm này cần nhiều thời gian, tôi quyết định xem xét song song sự phát triển của bệnh phổi. Những thí nghiệm ban đầu này dẫn đến một số kết quả thực sự hữu ích. Nhưng các công cụ để nghiên cứu cơ chế chính xác của bệnh phổi vẫn còn thiếu. Lúc này tôi bắt đầu nghĩ đến hệ thống in vitro và phát triển các chất hữu cơ phổi từ mô phôi người.

Bà hiện đang làm gì?

Trọng tâm chính của nhóm nghiên cứu của tôi lúc này là sử dụng các chất hữu cơ trong phổi để nghiên cứu sự phát triển của phổi người. Các hệ thống này tự có một cơ chế động đáo trong thao tác di truyền. Nhờ đó, chúng tôi có thể nghiên cứu sâu những đóng góp của các yếu tố riêng lẻ.

Tôi cũng rất quan tâm đến việc nghiên cứu cách phổi tái tạo sau chấn thương. Và cách các cơ quan sinh hóa của phổi được kích hoạt và tạo ra các tế bào bị mất đi. Hoặc tại sao chúng không thể thực hiện điều này sau chấn thương nặng? Mô hình hóa chấn thương vẫn còn ẩn chứa nhiều gút mắc. Nhưng tôi khẳng định rằng chúng tôi đang đi đúng hướng trong việc thiết lập các mô hình tốt hơn để trả lời các câu hỏi về

phản ứng tổn thương,
và cách duy trì chức năng mô bình thường.

Mục tiêu khoa học chính bà hướng tới là gì?

Mục đích bao quát của nghiên cứu này là có thể tái tạo các mô phổi bị tổn thương. Tôi đang giải quyết vấn đề này nhằm mục đích nâng cao sự hiểu biết của chúng ta về hoạt động của tế bào gốc trong việc

cân bằng nội môi,
ứng phó chấn thương ở người lớn,
và điều phối quá trình phát triển phổi.

Tôi hy vọng điều này có thể mang lại

cơ hội phục hồi các tổn thương ở phổi,
và cải thiện chất lượng cuộc sống của mọi người.

Bà có nghĩ rằng các chất hữu cơ trong phổi có thể giúp ích cho việc phát triển thuốc không?

Tôi nghĩ rằng điều này phụ thuộc vào câu hỏi đang được giải quyết. Để nghiên cứu hệ hô hấp, các phương pháp nuôi cấy 2D truyền thống thường hiệu quả hơn nhiều. Và người ta đang khai thác phương pháp này để nghiên cứu

bệnh nhiễm trùng hệ hô hấp,
và các tình trạng ảnh hưởng đến đường thở, chẳng hạn như xơ nang.

Trong thực tế, một số loại tế bào không thể phát triển trong môi trường nuôi cấy 2D. Và nhờ đó các organoids cực kỳ hữu ích trong việc nghiên cứu các loại tế bào này. Chúng được dùng cho cả việc

tạo mô hình bệnh tật,
và mở rộng quy mô sản xuất tế bào để sàng lọc thuốc.

Nhà khoa học Emma Rawlins và quá trình nghiên cứu bệnh phổi

Chúng ta hiện đang sống cùng một đại dịch và giới khoa học đang nỗ lực tìm cách ngăn chặn. Vậy liệu các chất hữu cơ trong phổi có thể là một mô hình hữu ích để nghiên cứu các loại virus đường hô hấp như COVID-19?

Tôi là thành viên của hiệp hội Bản đồ Tế bào Phổi Người. Nơi đây một số nhóm nghiên cứu đã đóng góp dữ liệu để hiểu rõ hơn về mô phổi tổng thể. Cụ thể, tế bào phổi nào biểu hiện các thụ thể COVID-19. Tôi nghĩ những thứ này tập hợp một lượng lớn thông tin, giúp khoa học tiến bộ nhanh hơn khi thông tin được chia sẻ.

Như tôi đã đề cập, có một số loại tế bào không thể phát triển trong môi trường nuôi cấy 2D. Và nếu chúng được cho là góp phần gây ra bệnh, các organoids trở nên rất hữu ích. Organoids được định nghĩa là một hỗn hợp các loại tế bào phát triển cùng nhau theo một kiểu tổ chức. Và điều này cũng có nghĩa các tương tác tế bào có thể được nghiên cứu tốt hơn. Đồng thời nó cũng cho phép các tương tác của hệ miễn dịch và các tế bào của mô được nghiên cứu theo cách có ý nghĩa hơn.

Bà có dành lời khuyên nào cho các nhà nghiên cứu khởi nghiệp?

Việc tìm một người cố vấn vừa hỗ trợ bạn vừa trung thực với bạn khi mọi thứ không theo kế hoạch là chìa khóa. Con số này cũng sẽ khuyến khích bạn chạm đến những bước tiếp theo trong sự nghiệp của mình. Tuy nhiên, bạn cũng cần phải ý thức đây là một mối quan hệ cá nhân. Và vì vậy không có một lời khuyên phù hợp cho tất cả.

Bà có lời khuyên cụ thể nào cho phụ nữ không?

Bạn tìm kiếm những hình mẫu tích cực và một môi trường cho phép bạn làm mọi thứ trở thành hiện thực. Ngay cả khi điều này không phải lúc nào cũng đơn giản. Tôi tin việc phấn đấu cho sự bình đẳng và cởi mở đi kèm với điều này rất quan trọng. Tôi cũng muốn duy trì sự tích cực và thừa nhận tất cả những tiến bộ đã đạt được.

Những phẩm chất nào tạo nên một nhà nghiên cứu vĩ đại?

Đây không phải là một nghề dễ dàng. Và vì vậy niềm đam mê với công việc là rất quan trọng. Để làm điều này, điều quan trọng bạn phải nuôi dưỡng lòng kiên nhẫn để không bỏ cuộc khi điều gì đó thất bại hoặc không như ý muốn. Nhưng bạn nên tiếp tục suy nghĩ lý do tại sao lại như vậy? Và sau đó bạn hãy thử lại. Giao tiếp hiệu quả cũng cực kỳ quan trọng. Và điều này bao gồm cả việc đứng lên, nói chuyện và hình thành mối quan hệ chặt chẽ hơn với đồng nghiệp để hình thành sự hợp tác. Cuối cùng, tự tin vào bản thân và công việc bạn đang làm cũng rất quan trọng.