Giới khoa học gia tại Đại học Cambridge, Anh quốc, đã lần đầu tiên tạo ra máu người từ tế bào gốc trong phòng thí nghiệm, mở ra kỷ nguyên mới cho ngành y học tái tạo.
Một nhóm chuyên gia tại Đại học Cambridge (Anh quốc) vừa cho công bố thành tựu đột phá đó là tạo ra máu người từ tế bào gốc trong phòng thí nghiệm. Công trình này được thực hiện tại Viện Gurdon của trường, mô phỏng chính xác quá trình hình thành máu tự nhiên của phôi người, điều mà trước đây chỉ có xảy ra trong tử cung người mẹ.
Tạo ra máu người từ tế bào gốc trong phòng thí nghiệm (Minh họa)
Nhóm nghiên cứu đã nghiên cứu hình thành ra các cấu trúc ba chiều gọi là
"cơ thể giống phôi thai" (embryo-like bodies). Chúng được nuôi cấy từ tế bào gốc người và chỉ sau khoảng hai tuần, các cấu trúc này bắt đầu tự tổ chức, sinh sôi và hình thành ra những tế bào máu đầu tiên.
Tiến sĩ Jitesh Newpane, tác giả chính của cuộc nghiên cứu, chia sẻ rằng khoảnh khắc nhìn thấy sắc đỏ xuất hiện trong đĩa thí nghiệm là một cảm giác đặc biệt, bởi vì màu đỏ ấy, là màu của máu, có thể nhìn thấy qua mắt thường. Điều đó chứng minh nhóm này đã lần đầu tiên tái hiện thành công quá trình tạo ra máu trong điều kiện nhân tạo.
Những tế bào máu đầu tiên được xác định là "
tế bào gốc tạo máu" (hematopoietic stem cells), nền tảng của toàn bộ hệ tuần hoàn ở người. Từ những tế bào này, cơ thể có thể sinh ra hồng cầu mang ôxy, bạch cầu bảo vệ cơ thể và tiểu cầu tham gia quá trình làm đông máu.
(Minh họa)
Điểm đặc biệt của mô hình ở ĐH Cambridge là khả năng tự mô phỏng các giai đoạn phát triển ban đầu của phôi người mà không hình thành ra từ phôi thai hoàn chỉnh. Những cấu trúc này không có túi noãn hoàng hay nhau thai nên không thể trở thành thành phôi thật. Tuy nhiên, chúng vẫn có thể tái tạo ra trong môi trường và cơ chế sinh học cần thiết để máu được hình thành. Nhờ đó, các khoa học giớ có thể quan sát toàn bộ quá trình tạo máu xảy ra trong phòng thí nghiệm mà không cần sử dụng đến phôi thật, mở ra hướng nghiên cứu vừa hiệu quả vừa bảo đảm tính cách đạo đức trong khoa học.
Tiến sĩ Newpane cho biết mô hình này sẽ giúp cho giới khoa học quan sát được cách tế bào máu hình thành trong giai đoạn đầu của phôi người. Nó không chỉ giúp hiểu rõ hơn về sự hình thành và phát triển của hệ thống máu và hệ miễn dịch mà còn có thể trở thành yếu tố quan trọng để mô phỏng các bệnh lý như bệnh bạch cầu hoặc cho thử nghiệm thuốc điều trị mới một cách an toàn.
Một trong những tiềm năng lớn nhất của phương pháp này là khả năng tạo ra máu từ chính tế bào của bệnh nhân. Vì tế bào gốc có thể được lấy từ bất cứ tế bào nào trong cơ thể nên trong tương lai, bác sĩ có thể nuôi ra loại máu hoàn toàn tương thích với từng cá nhân, loại bỏ nguy cơ bị đào thải sau khi được cấy ghép, điều mà y học hiện nay vẫn chưa thể giải quyết triệt để được.
Khác với các kỹ thuật trước đây vốn phụ thuộc vào những hỗn hợp phức tạp của protein tăng trưởng để ép tế bào gốc hình thành ra theo hướng mong muốn, phương pháp mới của ĐH Cambridge cho phép tế bào tự điều chỉnh và hình thành một cách tự nhiên hơn. Trong cùng một môi trường nuôi cấy, chúng không chỉ hình thành ra tế bào máu mà còn tạo ra tế bào cơ tim, mô phỏng chính xác quá trình phát triển đồng thời của các mô trong phôi người thật.
Dưới kính hiển vi, các chuyên gia đã mô tả lại quá trình này diễn ra đầy sống động. Sau vài ngày, các cụm tế bào bắt đầu phân tách thành ba lớp mầm là ngoại bì, trung bì và nội bì, nền tảng tạo nên mọi cơ quan trong cơ thể. Đến ngày thứ tám, tế bào cơ tim đã bắt đầu đập, báo hiệu sự sống nhân tạo đầu tiên trong đĩa thí nghiệm. Sang ngày thứ 13, màu đỏ đặc trưng của hồng cầu dần dần xuất hiện ra, chứng minh cho thấy máu đã thực sự được tạo ra.
Giáo sư Azim Surani, đồng tác giả của cuộc nghiên cứu, khẳng định đây là một bước tiến lớn trong nỗ lực tái tạo quá trình hình thành ra máu người. Dù còn trong giai đoạn đầu, khả năng sản xuất tế bào máu từ tế bào gốc trong phòng thí nghiệm đã mở ra triển vọng phát minh ra các liệu pháp cho tái tạo, cấy ghép và điều trị ung thư máu trong tương lai.
Tiến sĩ Geraldine Jowett, đồng tác giả đầu tiên, cho biết thêm rằng các cơ thể tạo ra máu này đã nắm bắt được
"làn sóng hình thành ra loại máu thứ hai" trong giai đoạn phôi thai, khi các tế bào miễn dịch chuyên biệt như tế bào T bắt đầu sinh sôi ra. Điều này đặc biệt quan trọng vì nó giúp hiểu rõ hơn về cách thức mà hệ miễn dịch của con người được tạo dựng từ những ngày đầu tiên của sự sống.
Nghiên cứu của Đại học Cambridge không chỉ đưa nhân loại tiến gần hơn đến khả năng sản xuất máu nhân tạo mà còn mở rộng hiểu biết về quá trình hình thành ra sự sống. Trong tương lai, kỹ thuật này có thể được ứng dụng để sàng lọc thuốc, mô phỏng các bệnh về máu bẩm sinh hoặc thậm chí tái tạo lại hệ miễn dịch cho những bệnh nhân bị suy giảm miễn dịch nặng.
Toàn bộ kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí
Cell Reports và được cộng đồng khoa học quốc tế đánh giá là một trong những công trình tiên phong trong lĩnh vực sinh học phát triển và y học tái tạo. Với khả năng tạo ra máu người từ tế bào gốc giống phôi thai, giới khoa học đang từng bước viết lại cách chúng ta hiểu biết về cơ thể, từ lúc bắt đầu hình thành ra cho đến khi chúng ta có thể tự chữa lành cho chính mình. Đây không chỉ là thành tựu về khoa học mà còn là niềm hi vọng mới cho hàng triệu bệnh nhân bị mắc bệnh về máu trên toàn thế giới.
