Lần đầu nuôi cấy tim người trong phôi lợn

Các nhà khoa học đang phát triển các quy trình cấy ghép khác loài (chimaera) - cấy tế bào người vào phôi động vật - nhằm mục đích một ngày nào đó có thể tạo ra các cơ quan nội tạng của người bên trong động vật, phục vụ việc cấy ghép cho người. Đây có thể là một giải pháp cho tình trạng thiếu hụt nội tạng cấy ghép trên toàn cầu.

Một phương pháp để tiến hành cấy ghép khác loài liên quan đến việc tạo ra phôi động vật thiếu một số gene cần thiết để hình thành một cơ quan cụ thể (như tim). Sau đó, tế bào gốc của người được tiêm vào phôi với hy vọng rằng các tế bào của người – chứ không phải tế bào của động vật – sẽ hình thành nên cơ quan mong muốn. Nhiều nhóm nghiên cứu đã áp dụng cách này để phát triển tế bào cơ và mạch máu người trong phôi lợn.

Lợn là loài phù hợp để làm vật chủ vì kích thước và cấu trúc các cơ quan của chúng tương tự với con người – theo Lai Liangxue, nhà sinh học phát triển tại Viện Khoa học Y sinh và Sức khỏe Quảng Châu, thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, người đứng đầu nghiên cứu mới. Trước đây, nhóm của ông từng nuôi cấy thận người giai đoạn đầu trong phôi lợn và các phôi này tồn tại được đến một tháng trong cơ thể lợn mẹ. Ông muốn kiểm chứng xem liệu có thể đạt kết quả tương tự với tim hay không.

Trong nghiên cứu mới (chưa qua bình duyệt), Lai và cộng sự đã tái lập trình tế bào gốc người (chèn thêm các gene ngăn chúng chết và hỗ trợ chúng phát triển tốt) nhằm tăng khả năng sống sót của chúng trong cơ thể lợn. Sau đó, họ tạo ra các phôi lợn bị loại bỏ hai gene quan trọng liên quan đến sự hình thành tim. Một số tế bào gốc người được tiêm vào phôi lợn ở giai đoạn morula – tức là giai đoạn ngay sau khi thụ tinh, khi phôi mới chỉ gồm khoảng chục tế bào đang phân chia nhanh chóng. Phôi này sau đó được cấy vào lợn mẹ mang thai hộ.

Kết quả, các phôi sống được 21 ngày. Lai cho rằng có thể do tế bào người đã làm gián đoạn hoạt động của tim lợn.

Khi quan sát kỹ hơn tim trong phôi, các nhà nghiên cứu nhận thấy tim đã phát triển đến kích thước tương đương với tim người ở giai đoạn đó – bằng cỡ đầu ngón tay – và đã bắt đầu đập. Lai cho biết có thể nhận diện các tế bào người nhờ gắn dấu hiệu phát sáng sinh học.

Tuy nhiên, nhóm chưa công bố tỷ lệ tế bào người tạo nên tim. Trong nghiên cứu về thận người trong lợn, khoảng 40–60% mô thận được tạo thành từ tế bào người, phần còn lại vẫn là tế bào lợn.

Hiromitsu Nakauchi – nhà sinh học tế bào gốc tại Đại học Stanford (California, Mỹ), người tham dự buổi báo cáo nghiên cứu mới này tại hội nghị thường niên của Hiệp hội Nghiên cứu Tế bào gốc Quốc tế tại Hồng Kông vào tuần trước – cho biết ông cần xem xét kỹ dữ liệu để xác nhận các tế bào tim thực sự là tế bào người. Một thách thức phổ biến trong cấy ghép khác loài là khả năng các dòng tế bào người bị lẫn tế bào của các loài khác.

Trong khi đó, theo Hideki Masaki – nhà khoa học tế bào gốc tại Viện Khoa học Tokyo, người cũng tham dự buổi báo cáo – nếu muốn tạo ra các quả tim để cấy ghép, chúng cần được tạo ra hoàn toàn từ tế bào người để tránh bị hệ miễn dịch của người nhận đào thải.