Các nhà khoa học sắp tìm ra cách chế biến sữa mẹ trong phòng thí nghiệm để thay thế sữa công thức

Theo Tổ chức Y tế Thế giới, sữa mẹ là nguồn cung cấp chất dinh dưỡng và năng lượng quan trọng cho trẻ sơ sinh, bảo vệ chống lại các bệnh nhiễm trùng đường tiêu hóa, giúp giảm nguy cơ béo phì, đồng thời cải thiện chỉ số IQ sau này cùng nhiều lợi ích khác.

Đối với những bà mẹ không thể cho con bú nhưng vẫn muốn cung cấp sữa mẹ cho con mình thì các lựa chọn rất hạn chế. Các ngân hàng sữa không có sẵn ở mọi quốc gia hoặc thành phố và các tài khoản giao bán trên Facebook, Craigslist và các nền tảng trực tuyến khác không được quản lý chặt chẽ.

Fengru Lin đang cố gắng tìm ra cách giải quyết vấn đề này. Vào tháng 1/2019, Lin thành lập TurtleTree Labs, một startup có trụ sở tại Singapore đang cố gắng chế biến sữa mẹ trong phòng thí nghiệm.

Công ty này bắt đầu với các tế bào gốc lấy từ sữa mẹ của người hiến tặng, nhân lên trước khi đưa chúng vào chất lỏng tăng trưởng bên trong lò phản ứng sinh học sợi rỗng.

Lin nói: “Hãy tưởng tượng một chiếc cốc thép khổng lồ với hàng trăm và hàng nghìn ống hút nhỏ đục lỗ”.

Ở đó, các tế bào biệt hóa thành các tế bào của tuyến vú và bắt đầu sản xuất sữa. Lin cho biết, toàn bộ quá trình này mất 3 tuần và các tế bào tuyến vú có thể tiết sữa trong khoảng 200 ngày.

Đó là một kỹ thuật, về mặt lý thuyết, có thể được sử dụng để lấy sữa từ bất kỳ động vật có vú nào, miễn là có sẵn tế bào gốc. TurtleTree đã sản xuất thành công sữa bò đầy đủ thành phần từ các tế bào gốc trong sữa bò mới vắt. Lin nảy sinh ý tưởng sản xuất sữa bò từ tế bào gốc vì đam mê làm pho mát.

Lò phản ứng sinh học sợi rỗng

 Hiện tại, công ty này có kế hoạch làm điều tương tự đối với sữa mẹ. Lin cho biết: “Chúng tôi không cố gắng thay thế việc cho con bú sữa mẹ, đó là điều mà chúng tôi hoàn toàn ủng hộ”.

Những lý do khiến các bà mẹ không thể cho con bú

Hơn 80% các bà mẹ mới sinh ở Mỹ và Anh bắt đầu cho con bú sữa mẹ, nhưng chỉ 1/2 và 1/3 tương ứng vẫn làm như vậy đến khi đứa trẻ được sáu tháng tuổi. Trên toàn cầu, con số này là 37%.

Các lý do khác nhau được đưa ra bao gồm: một số phải vật lộn để sản sinh đủ lượng sữa, trong khi những người khác phải trở lại làm việc khi việc hút và trữ sữa không thuận tiện. Nhiều người cũng thấy việc hút sữa bị đau đớn về thể chất, bị viêm vú, núm vú bị nứt nẻ và các cơn đau nhói buốt khác.

Bên cạnh đó, có những bà mẹ sử dụng thuốc hoặc đang trải qua điều trị khiến việc cho con bú trở nên không an toàn cho trẻ. Và đôi khi, trẻ có thể sinh non hoặc bú quá yếu.

Điểm yếu của sữa công thức

Trong khi sữa công thức đã trải qua một chặng đường dài, đặc biệt là trong hai thập kỷ qua, nó vẫn thiếu nhiều chất dinh dưỡng có trong sữa mẹ. Phần lớn là do các loại sữa công thức dành cho trẻ sơ sinh đều được làm từ sữa bò chứ không phải sữa mẹ.

Alan Kelly, một nhà khoa học thực phẩm tại Đại học College Cork ở Ireland cho biết: “Cả hai hầu hết chứa cùng một loại phân tử nhưng tỷ lệ khác nhau. Và sự khác biệt trong các tỷ lệ đó là rất đáng kể về mặt sinh lý."

Ông nói: “Hàm lượng khoáng chất trong sữa bò cao hơn nhiều và hàm lượng protein của nó cũng vậy (3,5% so với 1% trong sữa người), trong khi mức carbohydrate thấp hơn đáng kể (khoảng 4,5% so với 7%). Điều quan trọng là có một nhóm cacbohydrat phức chỉ có trong sữa mẹ.”

Kelly cho biết: “Ngày nay, oligosaccharide được biết đến với một vai trò rất lớn trong sự phát triển của trẻ sơ sinh, chẳng hạn như chống lại các bệnh nhiễm trùng. Sữa công thức dành cho trẻ sơ sinh có thể được điều chỉnh để thu hẹp một số điểm khác biệt này, nhưng nó không thể sao chép hoàn toàn sữa mẹ.”

Vì sữa công thức sử dụng sữa bò làm nguyên liệu ban đầu nên chi phí môi trường để sản xuất ra nó cũng rất đáng kể. Ước tính cần khoảng 4.700 lít nước để tạo ra một kg sữa bột. Công thức cũng thường chứa dầu cọ, loại dầu có lượng khí thải carbon lớn.

Ưu thế của sữa mẹ chế biến trong phòng thí nghiệm

Ngược lại, sữa mẹ chế biến trong phòng thí nghiệm có khả năng làm giảm bớt một số vấn đề này. Michelle Egger - đồng sáng lập công ty khởi nghiệp BioMilq có trụ sở tại Bắc Carolina, startup cũng đang tìm cách chế biến sữa mẹ trong phòng thí nghiệm - cho biết:

“Một phần là do chúng ta đã quan tâm hơn đến phát triển bền vững, phần còn lại là do chúng ta hiện đã hiểu rõ hơn về các loại nông nghiệp tế bào khác nhau. Đối với những người khác, nó thật khó tin. Nhưng đối với chúng tôi, đó chỉ là áp dụng khoa học theo cách có thể giúp đỡ nhiều phụ nữ hơn.”

Trong khi cả Biomilq và TurtleTree Labs – mỗi startup đã huy động được hơn 3,5 triệu USD (hơn 81 tỷ VND) – hi vọng sẽ tạo được sữa mẹ, vẫn có một số khác biệt sinh học chính giữa sữa từ phòng thí nghiệm và sữa mẹ.

Biomilq đang nghiên cứu trực tiếp trên các tế bào biểu mô tuyến vú chứ không phải tế bào gốc và nhắm tới bán sữa trực tiếp cho người tiêu dùng, trong khí TurtleTree có kế hoạch cấp phép công nghệ của mình cho các công ty sữa công thức lớn.

Điểm yếu của sữa mẹ chế biến trong phòng thí nghiệm 

 Tuy nhiên, sữa từ phòng thí nghiệm không thể tái tạo hàng trăm loại protein và hơn 200 oligosaccharide, vô số hormone, chất béo và vi khuẩn có lợi trong sữa mẹ.

Những thành phần không thể tái tạo trong phòng thí nghiệm này rất quan trọng đối với sự phát triển của thận, màng tế bào và hệ thống miễn dịch, giúp giữ ổn định các mức chất lỏng và điện giải. Đồng thời, sữa mẹ được điều chỉnh dựa trên gene di truyền của mẹ và bé, môi trường sống, địa lý, mùa và thậm chí cả nhiệt độ trong ngày.

Về mặt kinh tế, các công ty phải tìm cách giảm chi phí sản xuất để sữa có giá cả phải chăng. Mở rộng quy mô cũng đi kèm với những khó khăn về mặt kỹ thuật.

Theo Kelly, tìm ra cách bảo quản sản phẩm cuối cùng cũng là chìa khóa quan trọng. Quá trình thanh trùng, làm đông lạnh hoặc khử nước thành bột có thể thay đổi một số thành phần của sữa và “làm mất đi một số ưu điểm của sữa”.

Kiểm tra độ an toàn là một trở ngại lớn khác mà các công ty phải đối mặt. Về mặt đạo đức, thực hiện các thử nghiệm lâm sàng khi có sự tham gia của những trẻ nhỏ là rất khó khăn. Vì sữa mẹ chế biến trong phòng thí nghiệm là một lĩnh vực hoàn toàn mới, các cơ quan quản lý phải tìm ra cách phân loại và tạo ra các tiêu chuẩn chính thức về sữa mẹ (hiện chưa tồn tại).