Sử dụng các tế bào gốc được lấy từ da của bệnh nhân xơ nang phổi, các nhà khoa học tại đại học Cambridge đã thành công trong việc tạo ra một cụm tế bào 3D hay được gọi là những "lá phổi mini" (mini-lung) mô phỏng chức năng và cách thức hoạt động của những lá phổi bị bệnh. Với kết quả của nghiên cứu, các bệnh nhân xơ nang phổi sẽ có nhiều hy vọng hơn trong việc tìm ra loại thuốc đặc trị khi các thử nghiệm y học sẽ được thực hiện dễ dàng trên một quy mô lớn hơn, đồng thời diễn tiến của bệnh lý cũng được quan sát chính xác hơn trên những chiếc phổi mini này. Nghiên cứu được đăng trên tạp chí Stem Cells and Development.
Về mặt di truyền, xơ nang phổi được xem là một điều kiện đơn diễn (monogenic condition), nói một cách khác nó được tạo nên bởi một đột biến di truyền đơn. Trong đó, biểu hiện chính của xơ nang phổi là những lá phổi bị lấp đầy bởi những dịch nhầy đặc gây nên tình trạng khó thở và tăng nguy cơ nhiễm trùng đường hô hấp cho người bệnh. Đây được coi là căn bệnh không thể chữa khỏi và tồn tại suốt đời. Tất nhiên, tuổi thọ của những người mắc bệnh xơ nang sẽ thấp hơn những người bình thường.
Nghiên cứu được thực hiện đối với một chúng xơ nang phổi điển hình (chiếm 75%) gây nên bởi một đột biến trong gen CFTR, thường gọi là là đột biến delta-F508. Các tế bào được lấy từ da người bệnh sẽ được tái lập trình tới trạng thái đa năng cảm ứng (induced pluripotent state - ở trạng thái này các tế bào có thể phát triển thành bất cứ loại tế bào nào trong cơ thể) và trở thành các tế bào đa năng cảm ứng (iPS - induced pluripotent stem). Sử dụng các tế bào loại này, các nhà khoa học tái tạo lại sự phát triển của phôi phổi trong phòng thí nghiệm bằng cách kích hoạt một quá trình hình thành phôi dạ (gastrulation) theo đó các tế bào này sẽ tạo thành các lớp bào riêng biệt bao gồm đầu tiên là các nội bì sau đó là ruột trước (foregut), từ đó hình thành nên lá phổi. Tiếp sau đó, những tế bào này sẽ tiếp tục được kích thích để phát triển thành mô đường hô hấp ngoại biên (the distal airway), phần của phổi chịu trách nhiệm luân chuyển khí và thường liên quan đến các bệnh như xơ nang phổi hay một số dạng ung thư phổi.
Sau mỗi cuộc thử nghiệm với một loại thuốc tiềm năng, để có thể kiểm chứng khả năng hoạt động của những chiếc phổi mini này, các nhà nghiên cứu sử dụng một loại thuốc nhuộm huỳnh quang nhạy cảm với sự có mặt của clorua. Nếu những lá phổi mini hoạt động tốt, chúng sẽ cho phép clorua đi qua và do vậy chất huỳnh quang sẽ đổi mầu. Ngược lại, chất huỳnh quang sẽ không thay đổi, điều này đồng nghĩa với việc loại thuốc thử nghiệm là không có tác dụng.
Nhóm nghiên cứu cho biết, công nghệ này sẽ giúp việc nghiên cứu phản ứng của lá phổi bị bệnh với hàng chục nghìn hợp chất một cách dễ dàng. Ngoài ra, nghiên cứu còn có thể được phát triển lên để ứng dụng trong điều trị các căn bệnh nguy hiểm khác như ung thư phổi hay xơ nang phổi tự phát. Theo tiến sĩ Nick Hannan, người dẫn đầu dự án, đây là biện pháp chính xác, thực tế và cũng đạo đức hơn nhiều so với các biện pháp truyền thống phải sử dụng một lượng lớn động vật để nghiên cứu.
Được biết trước đó các nhà khoa học cũng đã thành công trong việc tạo ra “bộ não mini” để nghiên cứu bệnh Alzheimer hay “gan mini” để nghiên cứu các bệnh về gan.
