Phát Triển Thành Công Phổi Nhân Tạo Sinh Học

Khoảng giữa tháng 08/2018, bốn thử nghiệm y học mang tính đột phá đã được báo cáo trên tạp chí Science Translational Medicine. Trong đó, các nhà khoa học tại Đại học Texas đã ghép phổi thành công cho 4 con heo.

Điều đặc biệt, đó là những lá phổi nhân tạo sinh học đầu tiên, được luyện trong lò phản ứng” từ tế bào của chính chúng. Tại sao điều này lại quan trọng?

Thứ nhất, các lá phổi nhân tạo có thể giải quyết sự thiếu hụt trầm trọng nguồn cung tạng ghép. Thông thường, bệnh nhân cần ghép phổi phải chờ đợi rất lâu mới có thể tìm thấy những lá phổi phù hợp. Một số người thậm chí bị tử vong trước khi có được tạng ghép.

Thứ hai, gần như tất cả các bệnh nhân ghép tạng đều phải dùng thuốc chống đào thải đến suốt đời nhằm ức chế hệ miễn dịch. Đó là bởi tế bào bạch cầu của họ coi tạng ghép từ người khác là những tế bào ngoại lai, chúng sẽ tấn công và giết chết chúng. Nếu các lá phổi ghép được phát triển từ chính tế bào của bệnh nhân, họ sẽ không phải uống thuốc chống đào thải. Thực tế, thuốc chống đào thải có rất nhiều tác dụng phụ ghê gớm, từ tăng mọc lông cho đến suy giảm miễn dịch quá mức và nguy cơ ung thư.

Trước đây, nỗ lực tạo ra phổi sinh học thường bị thất bại khi con người không tìm được cách phát triển hệ thống mạch máu phức tạp trong cơ quan. Nhưng hiện nay, các nhà khoa học tại Đại học Texas đã giải quyết được vấn đề. Họ đã "luyện" được những lá phổi nhân tạo sinh học cho heo, bằng một kỹ thuật sử dụng "giàn giáo" và lò phản ứng sinh học:

Đầu tiên, sẽ vẫn cần phổi hiến của những con heo khỏe mạnh. Các nhà khoa học lấy lá phổi ra, sau đó ngâm nó vào dung dịch nước đường và chất tẩy rửa. Mục đích là để rửa sạch tất cả các tế bào và phân tử máu, chỉ để lại bộ khung protein của phổi, thứ mà họ gọi là giàn giáo.

Tiếp theo, họ thu thập tế bào phổi của heo nhận, nhân chúng lên trong một hỗn hợp chất dinh dưỡng theo các tỷ lệ khác nhau. Sau đó, giàn giáo từ phổi heo hiến được nhúng vào dung dịch chứa trong một lò phản ứng sinh học.

Lò phản ứng thực ra là một hệ thống bình chứa, nối với các máy cung cấp oxy, chất dinh dưỡng và máy lọc chất thải. Công dụng của nó giống với một tử cung nhân tạo, cho phép tế bào của heo nhận phát triển và lấp đầy những chỗ trống mà chúng để lại trên giàn giáo. Sau 30 ngày, lá phổi sẽ phát triển hoàn chỉnh trong lò phản ứng.

Vấn đề là, liệu lá phổi được trồng ra có phát triển các mạch máu có chức năng hay không? Các nhà khoa học đã cấy nó vào cơ thể những con heo nhận để kiểm tra điều đó.

Kết quả thu được khá khả quan, lá phổi đã sống được bên trong cơ thể heo, chúng tiếp tục phát triển và thực sự đã hình thành một mạng lưới mạch máu xuyên vào sâu trong nội tạng và có chức năng như bình thường. Heo được cấy ghép vẫn sống khỏe mạnh ở thời điểm sau đó 2 tháng . Tiến sĩ Cortiella và đồng tác giả Joan Nichols, cho biết: “Chúng tôi thấy phổi không có dấu hiệu bị phù, thường là điều xảy ra khi mạch máu không đủ trưởng thành. Lá phổi sinh học tiếp tục phát triển sau ca cấy ghép mà không cần truyền thêm bất kỳ yếu tố tăng trưởng nào, cơ thể heo đã cung cấp tất cả các khối xây dựng mà lá phổi mới cần”

Những lá phổi nhân tạo sinh học có thể hấp thụ oxy, mặc dù chức năng của chúng chưa thể được ghi nhận đầy đủ. Lí do vì những con heo chỉ được ghép 1 bên phổi và vẫn giữ một bên phổi cũ khỏe mạnh. Nichols và Cortiella cho biết: “Phải mất rất nhiều tâm sức và 15 năm nghiên cứu mới đưa chúng tôi đến kết quả ngày hôm nay”. Nhóm nghiên cứu nhận định rằng những lá phổi người có thể được "luyện" theo kỹ thuật tương tự và cấy ghép cho bệnh nhân trong vòng 5-10 năm tiếp theo.