Những lá gan nhân tạo có thể giải quyết vấn đề thiếu hụt tạng ghép

Chỉ tính riêng ở Anh, hiện tại đã có hơn 6.300 bệnh nhân phải ghi tên mình vào danh sách chờ ghép tạng. Mỗi ngày trôi qua, 3 bệnh nhân trong số đó sẽ chết vì không đợi được tạng ghép phù hợp.

Trong nỗ lực giảm sự phụ thuộc vào nguồn nội tạng hiến tặng từ con người, các nhà khoa học đang tiến hành nhiều nghiên cứu để tạo ra được các nội tạng nhân tạo, thay thế cho nội tạng thật. 

Triển vọng của hướng nghiên cứu này đã được nhấn mạnh trong một bài báo mới đăng trên tạp chí Nature Biomedical Engineering. Trong đó, các nhà khoa học đã tạo ra được những lá gan kỹ thuật sinh học (bioengineered) bằng phương pháp mà họ gọi là khử và tái bào (decellularization and recellularization).

Ban đầu, họ lấy một lá gan lợn ra khỏi cơ thể con vật, sau đó khử bào –tẩy sạch tất cả các tế bào lợn, chỉ để lại bộ khung bao gồm các ống mạch máu tạo nên hình dạng lá gan. Sau đó, tái bào được thực hiện bằng cách điền các tế bào người vào bộ khung cho đến khi nó trở lại thành một lá gan hoàn chỉnh.

Trong thử nghiệm trên động vật, những lá gan này đã có thể duy trì quá trình tưới máu liên tục trong 15 ngày. Các nhà khoa học hiện đang thảo luận với Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) để xác định các bước cần thiết trước khi nghiên cứu này có thể được thử nghiệm trên người.

Chúng tôi đã nói chuyện với Tiến sĩ Jeff Ross, Giám đốc điều hành của Miromatrix, công ty công nghệ sinh học nắm bằng sáng chế của phương pháp khử và tái bào, để tìm hiểu về kỹ thuật đầy tiềm năng và kỳ diệu này.

Nội tạng có thể được tạo ra bằng phương pháp phương pháp khử và tái bào (decellularization and recellularization).

Anna MacDonald (AM):Đâu là những thách thức chính phải đối mặt khi chế tạo các cơ quan nội tạng kỹ thuật sinh học thưa ông?

Tiến sĩ Jeff Ross (JR): Có một số thách thức - một trong số đó là sự khó khăn trong việc tạo ra những mạch máu có chức năng để hỗ trợ cho các cơ quan nội tạng thiết yếu. Trong nhiều năm, chúng ta chỉ tạo ra được các tấm mô mỏng, không có mạch máu hỗ trợ, các tấm mô này vì thế không thể dày lên thành hình khối.

Tại Miromatrix, chúng tôi đã phát triển một phương pháp để tận dụng chính những gì [bộ khung của nội tạng] mà tạo hóa đã tạo ra. Bắt đầu bằng một cơ quan nội tạng lợn, loại bỏ toàn bộ tế bào của nó thông qua một quá trình gọi là khử bào (decellularization).

Sau đó, chúng tôi đưa các tế bào của con người trở lại cơ quan nội tạng đã khử bào, qua một quá trình gọi là tái bào (recellularization) nhằm phát triển một nội tạng có chức năng với những mạch máu nhất định.

Quá trình và công nghệ được cấp bằng sáng chế của chúng tôi có tiềm năng tạo ra được những cơ quan nội tạng hoạt động với đầy đủ chức năng, chứa các tế bào gốc của chính bệnh nhân. Vì vậy, bệnh nhân ghép tạng có thể tránh được một số liệu pháp ức chế miễn dịch bắt buộc [phải uống thuốc chống thải ghép hàng ngày cho đến suốt đời] như hiện nay.

Ông có thể trình bày cho chúng tôi biết thế nào là khử bào tưới máu và những lợi thế mà phương pháp này mang lại trong quá trình tạo ra các cơ quan sinh học hay không?

Quá trình khử bào tưới máu mà chúng tôi đã được cấp bằng sáng chế, về cơ bản, chính là việc rửa sạch tất cả các tế bào ra khỏi một cơ quan nội tạng của lợn được cắt ra, chỉ để lại toàn bộ các mạch máu và các cấu trúc khung vi mô ràng buộc tạo nên cơ quan đó. 

Sau đó, công nghệ đột phá của chúng tôi sẽ đưa các tế bào của con người vào khung ma trận còn lại, cho đến khi nó được lấp đầy bởi tế bào người tạo thành một cơ quan nội tạng hoàn toàn mới.

Các mạch máu bị khử bào, sau đó được tưới máu trở lại.

Trong một nghiên cứu gần đây, phương pháp này đã được sử dụng để tạo ra những lá gan kỹ thuật sinh học. Ông có thể cho chúng tôi một cái nhìn tổng quan về nghiên cứu này và kết quả mà nó đã đạt được hay không?

Bằng việc phát triển các cơ quan kỹ thuật sinh học, chúng tôi rất lấy làm vui mừng khi được công bố những tiến bộ của mình trong sứ mệnh kết thúc những danh sách dài bệnh nhân phải chờ đợi tạng ghép. 

Dữ liệu thu thập được trong nghiên cứu gần đây đã giúp chúng tôi tiến được một bước lớn đến mục tiêu đó, khi nó đã giải quyết được một trong số những rào cản lớn nhất của các cơ quan nội tạng cấy ghép kỹ thuật, đó là việc phát triển thành công một hệ thống mạch máu có chức năng và có khả năng duy trì quá trình tưới máu bình thường tới các cơ quan nội tạng, hỗ trợ chức năng của chúng. 

Dữ liệu của Miromatrix được công bố trên tạp chí Nature Biomedical Engineering cho thấy khả năng tái xây dựng mạch máu trong các cấu trúc gan trên quy mô lâm sàng, với chính các tế bào mạch máu của con người. 

Nó không chỉ cho phép lá gan duy trì được hoạt động tưới máu hơn 15 ngày sau cấy ghép mà còn chứng minh được các tế bào nội mô đặc hiệu của gan cũng có các đặc điểm phù hợp với chúng. Rõ ràng, nghiên cứu này đã vượt qua được một rào cản lớn, tạo điều kiện cho sự tiến bộ của những lá gan kỹ thuật sinh học giúp giải quyết nhu cầu ghép tạng cho hàng ngàn bệnh nhân.

Bước tiếp theo của chúng tôi là đưa nghiên cứu này đến được các phòng khám. Sau khi giải quyết được một rào cản quan trọng liên quan đến mạch máu, bây giờ, chúng tôi đã có thể đưa được các tế bào gan và tế bào ống mật vào từng mô gan để tạo nên một lá gan hoàn chỉnh nhờ kỹ thuật sinh học. 

Những mô ghép này đang được cấy thử nghiệm trên lợn, và kết quả của chúng rất đáng khích lệ. Chúng tôi đã có cuộc một cuộc thảo luận sơ bộ với Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) để xác định các bước cần thiết trước khi nghiên cứu này có thể được thử nghiệm trên người.

Một lá gan đã được khử bào chỉ còn lại bộ khung trắng xóa.

Đâu là những việc trước mắt cần làm, và còn bao lâu nữa thì những lá gan kỹ thuật sinh học này mới sẵn sàng để ghép sang cho bệnh nhân?

Chúng tôi đang chuẩn bị công bố kết quả một thử nghiệm, mà chúng tôi tin rằng mình đã có thể tái cấu trúc mạch máu cho một cơ quan, đặt nó trở vào cơ thể của một động vật lớn, đạt được thời gian tưới máu bền vững và giúp cơ quan đó làm được các chức năng vốn có của nó. 

Đây sẽ là một dấu mốc lớn tiếp theo, giúp chúng tôi tiến đến các nghiên cứu tiếp nối đúng kế hoạch đã đề ra, một bước quan trọng để tiến đến các thử nghiệm trên người. 

Tại Miromatrix, chúng tôi đã nhắm mục tiêu 3 năm cho các nghiên cứu lâm sàng đầu tiên trên người. Nhờ một khoản tài trợ mới đến từ Viện Y tế Quốc gia (NIH), chúng tôi đã tiến gần hơn đến mục tiêu đó của mình. 

Vẫn còn rất nhiều việc phải làm, nhưng chúng tôi đang có những tiến bộ lớn, và tương lai đang từng bước trở thành hiện thực.

Thế còn vấn đề từ chối tạng ghép? Bệnh nhân vẫn cần dùng thuốc ức chế miễn dịch chứ?

Để giải quyết vấn đề nhức nhối trong lĩnh vực ghép tạng, rằng cứ ghép tạng thì bệnh nhân sẽ phải dùng thuốc ức chế miễn dịch suốt đời, chúng tôi đã xác định tạo ra hai dòng sản phẩm. 

Vì nhiều lý do mà các cơ quan nội tạng trong dòng sản phẩm đầu tiên của chúng tôi sẽ có nguồn gốc từ các tế bào nguyên được phân lập từ các cơ quan không phù hợp để cấy ghép, nhưng tất cả đều phải là các tế bào khỏe mạnh. 

Chúng tôi tin rằng phương pháp này sẽ thúc đẩy được quá trình phê duyệt diễn ra nhanh hơn và cho phép nó giúp đỡ được các bệnh nhân sớm hơn. Dòng sản phẩm đầu tiên có thể sẽ vẫn yêu cầu bệnh nhân dùng thuốc ức chế miễn dịch, tương tự như các cơ quan nội tạng đến từ người hiến tặng khác như hiện nay.

Nhưng trong dòng sản phẩm thế hệ thứ hai của chúng tôi là những cơ quan có nguồn gốc từ tế bào gốc của bệnh nhân hoặc từ một người hiến tặng, nó sẽ cho phép giảm đáng kể hoặc không cần tới thuốc ức chế miễn dịch, đây thực sự là giải pháp tối ưu cho vấn đề tạng ghép. Quá trình xây dựng quy định cho dòng sản phẩm này có thể sẽ dài hơn, đó là lý do tại sao chúng tôi đang tập trung vào dòng sản phẩm đầu tiên.

Những lá gan kỹ thuật sinh học sẽ giúp giải quyết nhu cầu ghép tạng cho hàng ngàn bệnh nhân.

Còn một câu hỏi khác nữa mà chúng tôi đã giải quyết được: bộ khung cơ quan nội tạng lợn còn sót lại, liệu chúng có gây ra một phản ứng miễn dịch hay không? 

Thông qua các sản phẩm sinh học trước đây của chúng tôi, MIROMESH® và MIRODERM®, chúng tôi đã có thể chứng minh tiềm năng to lớn của các cơ quan bị khử bào. Giống như gan sinh học của chúng tôi, MIROMESH và MIRODERM đều có nguồn gốc từ gan lợn. 

Sử dụng cùng một quá trình khử tưới máu, chúng tôi đã loại bỏ tất cả các tế bào gan của động vật trong khi vẫn giữ nguyên bộ khung của lá gan tổng thể, bao gồm cả các mạch máu. Các lá gan bị khử bào sau đó được chế tạo thành MIROMESH và MIRODERM. 

Cho đến nay, hàng ngàn bệnh nhân đã được cấy ghép các vật liệu của chúng tôi mà không có bất cứ phản ứng bất lợi nào liên quan đến phản ứng miễn dịch được báo cáo ở những bệnh nhân. Dữ liệu ban đầu đang chứng minh phương pháp của chúng tôi có độ rủi ro thấp, cho thấy việc sử dụng khung nội tạng lợn là một giải pháp an toàn.

Tham khảo Technologynetworks