Đau lòng trước các thử nghiệm trên động vật, Giáo sư y học nano Wojciech Chrzanowski đã quyết tâm tìm ra một phương cách thay thế.
Khi chuyển từ Ba Lan đến Úc để lập nhóm công nghệ sinh học nano tại Đại học Sydney vào 13 năm trước, GS Chrzanowski đã tổ chức một buổi trình bày về in sinh học. Khái niệm này tương tự in 3D, trong đó tế bào được lấy từ cơ thể bệnh nhân và nuôi cấy để tạo ra “mực” in mẫu mô trong nghiên cứu y khoa. Từ đây, các nhà khoa học có thể nghiên cứu, thử nghiệm thuốc và cơ chế bệnh lên các mô hình in này thay vì động vật.
Chỉ có 3 người tới dự buổi trình bày và đều cho rằng ông sẽ không làm được. Thay vì chấp nhận đây là một thực tế của ngành y, ông quyết tìm ra một cách tốt hơn.
Ngoài các vấn đề về quyền động vật, phát hiện từ nghiên cứu trên động vật thường không thể ứng dụng hay lặp lại trên con người, do sự khác biệt trong hóa sinh và giải phẫu. Tuy vậy, nếu dược phẩm và liệu pháp chưa được chứng minh là an toàn trên động vật trước, thật khó để thử nghiệm lâm sàng trên người được phê duyệt về đạo đức và tài trợ.
Vào cuối tháng Tư này, GS Chrzanowski cùng đồng nghiệp sẽ công bố trên tạp chí Biomaterials Research một kỹ thuật còn đi xa hơn phương pháp in sinh học.
Nhóm đã nuôi cấy thành công bản sao mô phỏng phổi người tại phòng thí nghiệm ở Viện Nano của Đại học Sydney, nơi GS Chrzanowski hiện là Phó giám đốc. Bài báo khoa học còn hướng dẫn cả cách nuôi cấy những mô hình đó.
Với kích cỡ chỉ vài milimét, những “lá phổi” này trông không giống phổi người lắm. Chúng nằm trong một ống nhựa, và khi nhìn vào ống từ trên xuống, ta thấy các lá phổi giống miếng thạch nhỏ trải ra trên tấm màng mỏng.
Các ống nhựađược đặt trong lồng ấp để các nhà khoa học theo dõi toàn diện các lá phổi mọi lúc. Để biết khi nào lá phổi đủ phát triển, có thể dùng cho thử nghiệm, họ đã tạo ra “đầu dò thông minh’’ bằng điện cực, đặt phía trên các mẫu để theo dõi tín hiệu điện sinh học của chúng, giống như dùng máy theo dõi nhịp tim của bệnh nhân. Thiết bị cảm biến sinh học này sẽ giúp quan sát xem liệu pháp có hiệu quả không và phổi bị tổn thương có đang tái tạo không chẳng hạn.
Đã có các nỗ lực khác nhằm phát triển mô hình phổi trong phòng thí nghiệm, nhưng theo GS Chrzanowski, chúng quá đơn giản và quá tĩnh. Phổi người luôn thay đổi, nở ra và chuyển động, do ảnh hưởng của hệ tuần hoàn hay nhịp tim.
GS Chrzanowski là người lên lên ý tưởng và nghiên cứu sinh tiến sĩ Thanh Huyen Phan tham gia thiết kế xây dựng. Điểm khác biệt giữa lá phổi của họ với các mô hình giản đơn kia là chúng mô phỏng được chuyển động sinh lý của chất dịch qua các tế bào.
Một khác biệt nữa là họ có thể lấy tế bào từ các bệnh nhân khác nhau và tạo ra các mẫu khác nhau nhằm thử nghiệm liệu pháp cá nhân. Khác biệt thứ ba là kích thước mẫu đủ lớn để thực hiện nhiều thí nghiệm trên cùng một mô hình.
Tuy nhiên, nhược điểm của mô hình này là ta không thể kiểm tra tác động của dược phẩm hay cách điều trị nếu chúng ảnh hưởng trên toàn cơ thể. GS Chrzanowski hi vọng có thể tạo ra các bộ phận khác, nối chúng lại để trao đổi và hoạt động cùng nhau. Song, ông cho rằng sẽ phải mất hàng thập kỷ để thực hiện công trình này, và cũng phải mất ít nhất 5 năm nữa việc ứng dụng mô hình phổi trong nghiên cứu mới trở nên phổ biến.
Mỗi mô hình phổi mất 28 ngày để phát triển trong phòng thí nghiệm. Còn nhóm nghiên cứu đã mất nhiều năm để phát triển phương pháp nuôi cấy, nhưng giờ đây bất kỳ ai có kỹ năng cơ bản về nuôi cấy tế bào cũng có thể tạo nên những lá phổi như vậy, và các sinh viên đại học có thể làm thí nghiệm trên các lá phổi đó. Giáo sư Chrzanowski cho rằng: “Chúng ta đang tiến nhanh đến giai đoạn loại bỏ nghiên cứu trên động vật. Người dân, chính phủ và các công ty dược phẩm đang dần nhận ra cần đầu tư vào việc này”.
Nguồn: