Nuôi tạo tạng từ tế bào - Cuộc đua quyết liệt

Việc phát hiện ra tế bào gốc và khả năng ứng dụng tế bào này trong điều trị bệnh được xem là một bước ngoặt lớn của y học hiện đại. Song do hạn chế trong việc nghiên cứu tế bào gốc, các công trình nghiên cứu và phát triển cơ quan từ tế bào thông thường đang ngày càng trở nên phổ biến và mang lại nhiều hy vọng cứu chữa những căn bệnh hiểm nghèo. Một cuộc đua nuôi tạo tạng từ tế bào đang diễn ra tại nhiều trung tâm nghiên cứu trên thế giới. Anh Luke...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nuôi tạo tạng từ tế bào - Cuộc đua quyết liệt Nuôi tạo tạng từ tế bào - Cuộc đua quyết liệtViệc phát hiện ra tế bào gốc và khả năng ứng dụng tế bào này trong điều trịbệnh được xem là một bước ngoặt lớn của y học hiện đại. Song do hạn chếtrong việc nghiên cứu tế bào gốc, các công trình nghiên cứu và phát triển cơquan từ tế bào thông thường đang ngày càng trở nên phổ biến và mang lạinhiều hy vọng cứu chữa những căn bệnh hiểm nghèo. Một cuộc đua nuôi tạotạng từ tế bào đang diễn ra tại nhiều trung tâm nghiên cứu trên thế giới.Anh Luke Masella là một bệnh nhân được sinh ra với chứng nứt đốt sốngbẩm sinh. Khuyết tật này làm tê liệt chức năng của bàng quang và gây ảnhhưởng đến cuộc sống của bệnh nhân này trong suốt thời kỳ tuổi thơ. Khi lên10 tuổi, mặc dù đã tích cực điều trị bằng nhiều phương pháp khác nhau, songkhuyết tật bàng quang đã khiến cho Masella bị mắc chứng suy thận nghiêmtrọng. Chất độc hình thành trong máu của bệnh nhân và chỉ trong một thờigian ngắn, bệnh tật đã khiến Masella đã bị hao hụt tới 25% trọng lượng cơthể.May mắn đến với Luke Masella khi các nhà khoa học tại Trung tâm Thínghiệm Trường đại học Wake Forest phát triển thành công bàng quangngười từ các tế bào bàng quang trong phòng thí nghiệm. Câu chuyện tưởngnhư chỉ mới được nhắc đến trong các tiểu thuyết khoa học viễn tưởng đãthành sự thực. Thành công này đã thúc đẩy sự phát triển của lĩnh vực nuôicấy tạng người từ tế bào. Trong tương lai không xa, không chỉ tạo được bàngquang, các nhà khoa học còn có thể nuôi cấy được nhiều bộ phận cơ thểkhác như: da, xương, xương s ụn, giác mạc, khí quản, động mạch và đườngống tiết niệu với chức năng sinh học đầy đủ để thay thế cho các bộ phận bịhỏng hóc hoặc khuyết tật ở người bệnh.Xuất phát từ ý tưởng 25 năm trước của hai anh em nhà khoa học Mỹ làJoseph và Charless Vacanti thuộc Trường đại học Tổng hợp Harvard vàRobert Langer thuộc Viện Công nghệ Massachusetts về việc phát triển cáccơ quan thay thế trong trường hợp người bệnh gặp bệnh hiểm nghèo, các nhàkhoa học sau đó đã tập trung vào nghiên cứu nhằm tạo ra các cơ quan nộitạng bằng cách phát triển các tế bào thông thường trong phòng thí nghiệm. Trong tương lai, nhiều bộ phận cấy ghép sẽ được phát triển từ tế bào thông thường.Tuy nhiên, có rất nhiều loại tế bào với các chức năng và cấu trúc khác nhau.Do đó làm sao để hướng cho các tế bào này phát triển và phân chia tạo thànhđúng cấu trúc của một cơ quan nội tạng gồm hàng triệu tế bào như: phổi, ganhay thận… là điều không hề đơn giản. Để khắc phục khó khăn này, nhà khoahọc Langer đã đưa ra sáng kiến có tính ứng dụng cao đó là: tạo ra các môhình của các cơ quan tạng bằng vật liệu nhân tạo như hợp chất cao phân tửcó khả năng tự phân hủy - biodegradable polymer và các phân tử tự nhiênkhác như collagen. Sử dụng kỹ thuật thiết kế mô hình của Langer, nhà khoahọc Charles Vacanti đã dùng polymer để tạo ra cấu trúc phần xương sụn chotai của một bé trai 3 tuổi. Việc thiết kế mô cũng được thực hiện một cáchkhéo léo bằng vật liệu thay thế có tên gọi cellularization. Bước tiếp theo làtạo ra các tế bào của cơ quan tạng mới dựa trên mô hình đã được dựng.Những tế bào này có thể lấy từ đâu? Phần lớn các nhà khoa học đều hướngtới tế bào gốc bởi từ tế bào gốc có thể phát triển thành nhiều loại tế bàokhác. Và cách tạo tế bào gốc tối ưu nhất là từ tế bào nhau thai được lấy từsản phụ mới sinh. Tuy nhiên, để tạo được tạng dùng để cấy ghép và tránhtình trạng đào thải tạng sau khi cấy ghép thì cần phải lấy được tế bào gốc từchính người bệnh sẽ nhận tạng ghép đó. Vấn đề này lại đặt ra cho các nhàkhoa học thách thức mới. Làm sao để tạo được tạng mà không cần tới tế bàogốc? Những nghiên cứu sau này đã tìm ra tế bào đa năng có tên gọipluripotent iPS có chức năng tương tự giống với tế bào gốc. Phát hiện nàyhứa hẹn sẽ giải quyết được bài toán tế bào gốc. Song dù đã tạo được cấu trúcmô hình, tạo được tế bào có khả năng phát triển thành các mô tế bào của cơquan tạng, các nhà khoa học vẫn băn khoăn liệu với hàng triệu tế bào cấu tạonên một cơ quan tạng, làm sao để sắp xếp chúng vào đúng vị trí, đúng chứcnăng. Điều này giống như một trò chơi xếp hình vô cùng phức tạp.Trong một lần tình cờ, bác sĩ Tracy Grikscheit và các đồng nghiệp của bà tạiViện nhi Los Angeles, Mỹ đã gặp phải trường hợp bệnh nhi bị ngắn đườngruột bẩm sinh. Khiếm khuyết đường ruột này khiến cho đứa trẻ không thểhấp thụ được dinh dưỡng để có thể duy trì sự tồn tại và lớn lên như nhữngtrẻ em bình thường khác. Trường hợp của em bé không may mắn đã khiếncác bác sĩ tại Viện nhi Los Angeles quyết tâm tìm cách tạo ra đoạn ruột cóthể thay thế và giúp điều trị khiếm khuyết bẩm sinh cho bé. Một cuộc thínghiệm đã được tiến hành với những con lợn. Đầu tiên, bác sĩ Tracy tạo ramột cấu trúc mô hình của đoạn ruột định tạo bằng chất liệu dễ tiêu hủy. Sauđó, tách lấy tế bào từ thành ruột củ ...