 |
Mô phỏng cho việc đưa tế bào gốc của người vào phôi lợn. (Ảnh: J. Wang và cộng sự/Tế bào gốc tế bào 2023.) |
Trong một nghiên cứu mới, được công bố ngày 7/9 trên tạp chí Tế bào gốc, các nhà nghiên cứu đã đưa tế bào gốc của con người vào phôi lợn đã được biến đổi gien. Khi chúng được cấy vào lợn mẹ, phôi đã phát triển thận người ở giai đoạn đầu trong vòng khoảng 28 ngày.
Nghiên cứu này vẫn còn ở giai đoạn sơ khai, nhưng các tác giả cho biết công nghệ này một ngày nào đó có thể giúp giảm bớt tình trạng thiếu nội tạng cần thiết cho việc cấy ghép của con người.
Liangxue Lai, tác giả nghiên cứu cấp cao và là nhà nghiên cứu chính tại Viện Y sinh và Sức khỏe Quảng Châu, Trung Quốc cho biết: “Nội tạng của chuột đã được sản xuất ở chuột và nội tạng của chuột cũng được sản xuất ở chuột, nhưng những nỗ lực trước đây để phát triển nội tạng người ở lợn đã không thành công”.
Trong các thí nghiệm trước đây, các nhà khoa học đã thu hoạch thận và tim lợn từ lợn biến đổi gien và cấy ghép chúng vào những người hiến tạng chết não, nhưng chiến lược này có nguy cơ cao là cơ thể con người sẽ đào thải nội tạng của lợn. Nghiên cứu mới nhằm mục đích hạn chế vấn đề đó.
Lai cho biết: “Phương pháp tiếp cận của chúng tôi cải thiện sự tích hợp của tế bào người vào các mô nhận và cho phép chúng tôi phát triển các cơ quan của con người ở lợn”.
Khắc phục việc thiếu thận để cấy ghép ở người?
Thận là hai cơ quan hình hạt đậu nằm ở hai bên cột sống, bên dưới lồng ngực, có chức năng lọc máu, loại bỏ chất thải và nước dư thừa qua nước tiểu. Chúng nằm trong số những cơ quan được cấy ghép phổ biến nhất, nhưng việc thiếu thận đồng nghĩa với việc danh sách những người cần một quả thận ngày càng tăng. Khoảng 100.000 người ở Mỹ nằm trong danh sách chờ để nhận một quả thận vào năm 2020, nhưng chỉ 23.000 nhận được một quả thận hiến.
Lợn là một lựa chọn tốt cho việc này vì các cơ quan của chúng giống với cơ quan của con người và sự phát triển phôi thai của chúng cũng vậy. Tuy nhiên, thách thức là tế bào lợn trong phôi có thể cạnh tranh với tế bào người và cần các chất dinh dưỡng cũng như tín hiệu hóa học khác nhau để phát triển.
Trong nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu đã vượt qua những thách thức này bằng cách sử dụng công nghệ CRISPR để vô hiệu hóa hai gien thường giúp tế bào phôi lợn phát triển thận. Điều này đã tạo ra một "ngách" cho iPSC của con người lấp đầy.
Các nhà nghiên cứu cũng điều khiển iPSC của con người để chúng có nhiều khả năng tích hợp với tế bào lợn hơn bằng cách phù hợp với giai đoạn phát triển của chúng. Nếu không có sự điều chỉnh này, các tế bào của con người sẽ phát triển trước các tế bào của lợn.
Còn lâu mới áp dụng được
Nhóm nghiên cứu đã cấy 1.820 phôi khảm vào 13 con lợn mẹ thay thế, sau đó chấm dứt thai kỳ và trích xuất phôi khoảng một tháng sau đó. Trong số này, 5 phôi chứa thận giai đoạn đầu được tạo thành từ khoảng 50% đến 60% tế bào người và có "cấu trúc bình thường" cho giai đoạn phát triển này. Chúng chứa các tế bào mà cuối cùng sẽ trở thành niệu quản, cấu trúc giống như ống nối thận với bàng quang.
Điều quan trọng là các nhà khoa học xác nhận rằng, các tế bào người trong phôi chủ yếu ở thận, chứ không phải ở các mô khác của phôi, chẳng hạn như tế bào giới tính hoặc tế bào thần kinh, có thể đặt ra các câu hỏi về đạo đức nếu chúng được phép trưởng thành ở lợn con.
Công nghệ này còn lâu mới được áp dụng vào cấy ghép nội tạng người. Một trở ngại quan trọng là vấn đề đào thải miễn dịch, vì thận mà nhóm tạo ra vẫn chứa các tế bào có nguồn gốc từ lợn, chẳng hạn như các tế bào tạo nên mạch máu. Một số lượng lớn phôi lợn cũng bị thoái hóa trong nghiên cứu, vì vậy hiệu quả của quá trình sẽ cần được giải quyết bằng nghiên cứu trong tương lai.
