Sống cả dưới nước lẫn trên cạn, ếch sở hữu nhiều kỹ thuật thở trong suốt vòng đời của chúng như thở bằng mang, phổi và da. Giờ đây, các nhà khoa học Đức tìm ra cách mới giúp nòng nọc "thở" nhờ tiêm tảo vào mạch máu để cung cấp oxy. Phương pháp mới được trình bày trên tạp chí iScience hôm 13/10.
"Tảo thực sự tạo ra nhiều oxy đến mức có thể hồi sinh các tế bào thần kinh. Với nhiều người, chuyện này nghe giống như khoa học viễn tưởng. Nhưng xét đến cùng, đó chỉ là sự kết hợp đúng đắn giữa các hệ thống sinh học và nguyên tắc sinh học", Hans Straka, thành viên nhóm nghiên cứu, chuyên gia tại Đại học Ludwig Maximilians Munich, cho biết.
Trong quá trình nghiên cứu sự tiêu thụ oxy trong não nòng nọc của ếch móng vuốt châu Phi (Xenopus laevis), cuộc trò chuyện với một nhà sinh học đã khiến Straka nảy ra ý tưởng kết hợp sinh lý học với khoa học thần kinh, khai thác sức mạnh của quang hợp để cung cấp oxy cho các tế bào thần kinh. Ý tưởng này không quá xa vời vì ngoài tự nhiên, tảo cũng sống hòa hợp trong bọt biển, san hô và hải quỳ, cung cấp oxy, thậm chí chất dinh dưỡng cho chúng.
Để tìm hiểu khả năng này, nhóm nghiên cứu tiêm tảo lục (Chlamydomonas renhardtii) hoặc vi khuẩn lam (Synechocystis) vào tim nòng nọc. Với mỗi nhịp tim, tảo di chuyển trong mạch máu, cuối cùng tới não, biến nòng nọc trong suốt thành màu xanh nhạt. Việc chiếu ánh sáng vào nòng nọc thúc đẩy tảo lục và vi khuẩn lam bơm oxy cho các tế bào lân cận.
Sau khi phân phối tảo đến não, nhóm nghiên cứu đặt đầu nòng nọc vào một bể bong bóng oxy với những dưỡng chất cần thiết giúp duy trì chức năng của các tế bào, cho phép nhóm theo dõi hoạt động thần kinh và nồng độ oxy.
Khi họ rút oxy khỏi bể, các dây thần kinh ngừng hoạt động. Tuy nhiên, khi chiếu ánh sáng vào đầu nòng nọc, hoạt động thần kinh hồi phục trong vòng 15 - 20 phút, nhanh gấp đôi so với việc bổ sung lại oxy vào bể không có tảo. Các dây thần kinh hồi sinh cũng hoạt động tốt, thậm chí tốt hơn trước khi bị thiếu oxy. Điều này cho thấy phương pháp của nhóm nghiên cứu nhanh và hiệu quả.
Nhóm chuyên gia cho rằng một ngày nào đó, phát hiện của họ có thể mang đến liệu pháp mới cho những vấn đề gây ra bởi đột quỵ hoặc môi trường thiếu oxy như dưới nước hoặc ở độ cao lớn. Tuy nhiên, việc đưa tảo vào hệ tuần hoàn máu của người vẫn còn rất xa mới có thể hiện thực hóa. Bước tiếp theo của nhóm nghiên cứu là xem liệu số tảo tiêm vào có thể tồn tại bên trong nòng nọc sống và tiếp tục sản xuất oxy mà không gây ra phản ứng miễn dịch làm hại chúng hay không.
Straka cũng hy vọng nghiên cứu của mình sẽ mang lại lợi ích cho các phòng thí nghiệm nghiên cứu quá trình cô lập mô hoặc cơ quan nội tạng siêu nhỏ (organoid). Việc tiêm tảo sản xuất oxy có thể giúp những tế bào này phát triển và tăng tỷ lệ sống sót, giảm nhu cầu dùng động vật sống làm thí nghiệm.
Thu Thảo (Theo Science Daily)
