“In” quả tim 3D bằng mô của bệnh nhân

Mặc dù in 3D đã có những bước phát triển vượt bậc trong vài năm qua, nhưng sử dụng công nghệ này để “in” các bộ phận cơ thể người hoạt động được vẫn là một giấc mơ xa vời. Tuy nhiên, các nhà khoa học đã ngày càng tiến gần hơn đến việc biếc ước mơ thành hiện thực.

Quả tim được in 3D từ các mô và tế bào của chính bệnh nhân.

Bệnh tim mạch là nguyên nhân hàng đầu gây tử vong ở Mỹ.

Theo Trung tâm kiểm soát và phòng ngừa dịch bệnh (CDC), có tới 610.000 người Mỹ chết vì bệnh tim mỗi năm.

Một khi bệnh tiến triển đến giai đoạn cuối cùng, lựa chọn điều trị duy nhất là ghép tim.

Bởi vì có quá ít người hiến tim, nên việc chờ ghép tạng là rất lâu.

Các nhà khoa học rất muốn tìm cách “vá” mô tim hiện có để loại bỏ hoặc trì hoãn sự cần thiết phải ghép tạng.

Ví dụ, nếu các bác sĩ phẫu thuật có thể đặt vật liệu vào tim, nó có thể tạo thành một “khung đỡ” tạm thời để hỗ trợ các tế bào và tăng cường tái tổ chức tế bào.

Cái gọi là “công nghệ mô tim” này có một số vấn đề; về cơ bản, các nhà khoa học cần tìm ra một loại vật liệu mà cơ thể không từ chối. Họ đã thử một loạt các vật liệu và phương pháp, nhưng ứng cử viên hoàn hảo nhất vẫn là các tế bào từ chính cơ thể người bệnh.

“Mực sinh học” và tế bào gốc

Trong những năm gần đây, các nhà nghiên cứu đã đạt được một số tiến bộ trong việc “ sao chép” nhân tạo mô của người.

Một nhóm các nhà khoa học từ Đại học Tel Aviv ở Israel đã đưa công việc này tiến thêm một bước và chuyển công nghệ mô tim sang giai đoạn tiếp theo.

“Đây là lần đầu tiên đã có người và có nơi thiết kế thành công và “in” được một trái tim đầy đủ với các tế bào, mạch máu, tâm thất và buồng tim.” Trưởng nhóm nghiên cứu, GS. Tal Dvir nói.

Các nhà khoa học đã thiết kế một phương pháp đột phá cho phép họ tạo ra thứ gần nhất với trái tim nhân tạo cho đến nay.

Bước đầu tiên là lấy sinh thiết mô mỡ từ bệnh nhân; sau đó, tách riêng vật liệu tế bào khỏi vật liệu không phải tế bào.

Các nhà nghiên cứu đã tái lập trình các tế bào của mô mỡ để trở thành tế bào gốc đa năng, loại tế bào có thể phát triển thành một loạt các loại tế bào cần thiết để phát triển một trái tim.

Các vật liệu không phải tế bào bao gồm các thành phần cấu trúc, như glycoprotein và collagen; các nhà khoa học đã sửa đổi những vật liệu này để biến chúng thành một loại “mực sinh học”.

Sau đó, họ trộn lẫn mực sinh học này với các tế bào gốc. Các tế bào biệt hóa thành tế bào tim hoặc tế bào nội mạc (lót trong các mạch máu), mà các nhà khoa học có thể sử dụng để tạo ra những “miếng vá” tim, bao gồm cả các mạch máu.

Các nhà nghiên cứu đã mô tả chi tiết phương pháp của mình trong bài báo được công bố gần đây trên tạp chí Advanced Science.

“Bằng kích thước tim thỏ”

“Quả tim được tạo ra từ tế bào người và vật liệu sinh học đặc hiệu của bệnh nhân. Trong quá trình của chúng tôi, các vật liệu này đóng vai trò là “mực sinh học”, các chất làm từ đường và protein có thể được sử dụng để in 3D những mô hình mô tổ chức phức tạp”, giáo sư Dvir nói.

“Trước đây đã có nhiều người tìm cách in 3D cấu trúc của quả tim, nhưng không phải với tế bào hoặc mạch máu. Kết quả của chúng tôi chứng minh tiềm năng của phương pháp chế tạp mô cá thể và thay thế tạng trong tương lai.”

Để chứng minh tiềm năng của kỹ thuật, các nhà khoa học đã tạo ra một trái tim nhỏ nhưng chính xác về mặt giải phẫu, hoàn chỉnh với các mạch máu và tế bào.

“Ở giai đoạn này, quả tim 3D của chúng tô có kích thước nhỏ bằng cỡ một quả tim thỏ”, GS. Dvir nói. “Nhưng trái tim lớn hơn của người cũng sẽ đòi hỏi công nghệ tương tự.”

Điều đáng chú ý là công nghệ này vẫn còn rất xa để có thể thay thế cho việc ghép tim. Đây chỉ là một bước nữa trên con đường dài – mặc dù một bước khá lớn.

Nhiệm vụ quan trọng tiếp theo, như GS. Dvir chia sẻ, là “dạy” cho quả tim in 3D cách “hành xử” như quả tim thật; các nhà nghiên cứu “cần phát triển hơn nữa quả tim “in”. Các tế bào cần hình thành khả năng bơm; hiện tại chúng có thể co bóp, nhưng chúng ta cần chúng hoạt động cùng nhau.”

“Hy vọng là chúng tôi sẽ thành công và chứng minh tính hiệu quả và hữu ích của phương pháp này.”

Vẫn còn một con đường dài phía trước, nhưng các nhà nghiên cứu rất hào hứng với bước tiến của mình.

“Có thể, trong 10 năm nữa, sẽ có máy in nội tạng ở những bệnh viện tốt nhất trên thế giới và công nghệ này sẽ được tiến hành thường quy.”

Cẩm Tú

Theo MNT