Sau 15 năm, các nhà khoa học đã "luyện" được phổi nhân tạo trong lò phản ứng sinh học

Bốn thử nghiệm y học mang tính đột phá vừa 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 lợn. 

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?

Phổi nhân tạo "luyện" từ lò phản ứng sinh học được cấy ghép thành công trên lợn

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 thậm chí còn chết 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.

Bây giờ, nếu các lá phổi ghép được phát triển từ chính tế bào của bệnh nhân, họ sẽ không phải uống thuốc chống đào thải nữa. Trên 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.

Hệ thống mạch máu là thứ khó tạo ra nhất trong một lá phổi nhân tạo

Trước đây, nỗ lực tạo ra phổi sinh học thường bị thất bại khi chúng ta không tìm được cách phát triển hệ thống mạch máu phức tạp trong cơ quan này. Nhưng bây giờ, các nhà khoa học tại Đại học Texas đã giải quyết được bài toán ấy.

Họ đã "luyện" được những lá phổi nhân tạo sinh học cho lợn, bằng một kỹ thuật sử dụng "giàn giáo" và lò phản ứng sinh học:

Đầu tiên, sẽ vẫn cần phổi hiến của những con lợn 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 lợn nhận, nhân chúng lên trong một hỗn hợp chất dinh dưỡng theo các tỷ lệ khác nhau. Sau đó, giàn giáo từ phổi lợn hiến được nhúng vào dung dịch chứa trong một lò phản ứng sinh học.

Lò phản ứng thực chất 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 lợn nhận phát triển và lấp đầy những chỗ trống mà chúng để lại trên giàn giáo. Sau 30 ngày, lá phổi này sẽ phát triển hoàn chỉnh trong lò phản ứng.

Một lá phổi đang được "luyện" trong lò phản ứng sinh học

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

Kết quả khả quan, lá phổi đã sống được bên trong cơ thể lợn, 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. Lợn được cấy ghép vẫn sống khỏe mạnh ở thời điểm sau đó 2 tháng .

"Chúng tôi thấy phổi không có dấu hiệu bị phù, thường là điều xảy ra khi mạch máu không đủ trưởng thành", tiến sĩ Cortiella và đồng tác giả của ông, Joan Nichols, cho biết.

"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 [những con lợn] đã cung cấp tất cả các khối xây dựng mà lá phổi mới cần".

Đây là lá phổi hoàn chỉnh sau 1 tháng được nuôi trong lò phản ứng sinh học

 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 lợn chỉ được ghép 1 bên phổi và vẫn giữ một bên phổi cũ khỏe mạnh.

"Phải mất rất nhiều tâm sức và 15 năm nghiên cứu mới đưa chúng tôi đến kết quả ngày hôm nay", Nichols và Cortiella nói. 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 tới.

Tham khảo Dailymail, Wired