Chỉ từ tế bào da có thể tạo ra bộ não mini của con người

Mỗi năm, hàng triệu động vật trên thế giới được sử dụng trong các thí nghiệm y, sinh học. Các nhóm bảo vệ động vật như PETA và Hội Con người rất nhiều lần lên tiếng yêu cầu kết thúc những thử nghiệm trên để tránh các vấn đề đạo đức cũng như tiết kiệm chi phí bởi kết quả thử nghiệm trên động vật không đáng tin cậy như chúng ta nghĩ. Trong khi đó, các nhà nghiên cứu vẫn tiếp tục bảo vệ các chương trình thử nghiệm với lập luận rằng chúng cần thiết cho việc cải thiện chất lượng cuộc sống của con người.

Tuy nhiên, nhờ vào một số nghiên cứu tiên phong tại Trường Y tế Công cộng Johns Hopkins Bloomberg School, thử nghiệm trên động vật có thể sớm đi vào dĩ vãng, ít nhất là những thử nghiệm có liên quan tới não.

Tại một hội nghị của Hiệp hội Vì sự Tiến bộ của Khoa học Hoa Kỳ mới diễn ra gần đây, các nhà khoa học tuyên bố rằng họ đã phát triển thành công một bộ não mini từ các neuron và tế bào của não người với khả năng tái tạo một số chức năng của bộ não. Các nhà khoa học hy vọng rằng bộ não mini nhân tạo này sẽ giúp thay đổi phương thức thử nghiệm các loại thuốc mới theo hướng an toàn và hiệu quả hơn và chấm dứt các thử nghiệm trên động vật.

"95% loại thuốc rất hứa hẹn trên động vật đã thất bại khi được thử nghiệm trên con người gây lãng phí rất nhiều thời gian và tiền bạc", Thomas Hartung, trưởng nhóm nghiên cứu, chia sẻ. Ông hiện là Giáo sư kiêm Chủ tịch khoa Độc học tại Bloomberg School. "Mặc dù thử nghiệm trên động vật gặm nhấm cho những kết quả khả thi nhưng chúng ta không thể kiếm ra một con chuột 70 kg. Và dù chỉ là bộ não nhân tạo nhưng nó mang lại cho chúng ta nhiều thông tin hữu ích hơn não của các loài gặm nhấm".

Thực sự bộ não mini này có kích thước rất nhỏ. Với đường kính 350 micromet, nó chỉ to bằng mắt của một con ruồi. Để phát triển bộ não, Hartung và các đồng nghiệp của ông đã sử dụng tế bào gốc đa năng cảm ứng, một tế bào trưởng thành đã được lập trình lại tính di truyền học thành một tế bào gốc phôi.

Hartung và các đồng nghiệp đã dùng tế bào da của những người trưởng thành khỏe mạnh làm điểm khởi đầu cho bộ não mini của họ. Những tế bào này được kích thích để phát triển thành tế bào não và sau đó được nuôi cấy trong vòng 8 tuần. Sau tám tuần, bộ não mini phát triển thành bốn loại neuron và hai loại tế bào hỗ trợ hay còn gọi là tế bào hình sao Astrocytes và tế bào ít nhánh Oligodendrocytes. Tế bào hỗ trợ Oligodendrocytes tạo ra myelin, một chất béo màu trắng giúp cách điện giữa các trục neuron thần kinh và cho phép chúng giao tiếp nhanh hơn.

Các nhà nghiên cứu đã có thể quan sát quá trình myelin được tạo ra và có thể ghi lại hoạt động tự phát điện não trong bộ não mini. Để kiểm tra chúng, ho đã đặt bộ não lên một mảng điện cực và lắng nghe hoạt động điện não khi các loại thuốc được tiêm vào.

"Chúng tôi không phải là nhóm đầu tiên tạo ra mô hình não và cũng không phải là nhóm có thứ tốt nhất", Hartung khiêm tốn. "Nhưng đây là một trong những bộ não chuẩn mực nhất. Khi thử nghiệm thuốc điều cần thiết là các tế bào trong nghiên cứu phải giống thật nhất có thể nhằm đảm bảo kết quả tương đương và chính xác nhất".

Theo Hartung, hàng trăm bộ não mini có thể được phát triển từ cùng một lô tế bào và chỉ cần đĩa petri để chứa chúng. Ngoài việc được sử dụng để nghiên cứu dược phẩm, chúng còn có thể được dùng cho các nghiên cứu liên quan tới những căn bệnh thái hóa thần kinh như Parkinson và Alzheimer cũng như nhiễm virus, chấn thương và đột quỵ. Hiện Hartung đang được cấp bằng sáng chế cho bộ não mini của nhóm ông và có kế hoạch sản xuất một phiên bản thương mại vào năm 2016 thông qua một thực thể có tên ORGANNOME.

Hartung nói rằng bộ não này có thể dễ dàng tái sản xuất và ông hy vọng nó sẽ được sử dụng rộng rãi trong các phòng thí nghiệm trong tương lai.

"Chúng tôi tin rằng trong tương lai, các nghiên cứu về não sẽ không còn phụ thuộc vào động vật mà phụ thuộc nhiều hơn vào con người và các mẫu vật tế bào", Hartung nói. "Chỉ khi nào mô hình não như thế này có mặt trong tất cả các phòng thí nghiệm vào bất kỳ thời điểm nào thì chúng ta mới có thể loại bỏ thử nghiệm trên động vật ở quy mô lớn". Hartung và Trung tâm Tìm giải pháp Thay thế Thử nghiệm trên Động vật John Hopkins mà ông chỉ đạo cũng đang rất tích cực trong việc tìm ra những giải pháp nhằm loại bỏ các phương thức thử nghiệm trên động vật khỏi các phòng thí nghiệm trên toàn thế giới.

Tham khảo Motherboard