Lần đầu tiên trên thế giới, các nhà nghiên cứu thuộc Trung tâm Công nghệ Sinh học Tái sinh Sagol tại Đại học Tel Aviv đã thiết kế mô hình 3D tủy sống của con người và cấy ghép vào mô hình liệt mãn tính lâu dài phòng thí nghiệm. Kết quả thu được rất khả quan, 80% thử nghiệm đạt tỷ lệ thành công, phục hồi khả năng đi lại.

  GS Tel Davir, trung tâm Công nghệ sinh học tái sinh Sagol.

Công nghệ cơ bản tạo nên bước đột phá này là sử dụng các mẫu mô của bệnh nhân, phát triển thành mô cấy ghép tủy sống đang hoạt động bằng một quy trình mô phỏng sự phát triển của tủy sống trong phôi người.

Mục tiêu đặt ra là cá nhân hóa kỹ thuật cấy ghép tủy sống để sửa chữa những mô hư hỏng do chấn thương mà không lo nguy cơ đào thải mô cấy ghép. Kết quả nghiên cứu được công bố trên Tạp chí khoa học Advanced Science.

Sơ đồ nghiên cứu giai đoạn tiếp theo, cấy ghép tủy sống con người để điều trị bệnh liệt. Ảnh Trung tâm Công nghệ sinh học tái sinh Sagol

Hiện các nhà khoa học đang chuẩn bị cho giai đoạn tiếp theo: thử nghiệm lâm sàng trên bệnh nhân. Nhóm nghiên cứu hy vọng rằng trong vài năm tới, những mô chế tạo theo kỹ thuật này sẽ được cấy ghép vào những người bị liệt, giúp bệnh nhân có thể đứng dậy và đi lại, hoạt động bình thường.

Chụp MRI tủy sống bị thương có và không điều trị. Ảnh: Trung tâm Công nghệ Sinh học Tái sinh

Nghiên cứu có tính đột phá này do nhóm nhà khoa học, dẫn đầu là GS Tal Dvir thuộc Trung tâm Công nghệ Sinh học Tái sinh Sagol, Trường Y sinh và Nghiên cứu Ung thư Shmunis, Khoa Kỹ thuật Y sinh tại Đại học Tel Aviv thực hiện. Nhóm nghiên cứu tại phòng thí nghiệm của GS Dvir bao gồm nghiên cứu sinh TS Lior Wertheim, TS Reuven Edri và TS Yona Goldshmit. Ngoài ra còn có sự đóng góp của GS Irit Gat-Viks từ Trường Y sinh và Nghiên cứu Ung thư Shmunis, GS Yaniv Assaf từ Trường Khoa học Thần kinh Sagol và TS Angela Ruban từ Trường Y tế Steyer thuộc Đại học Tel Aviv.

Đĩa petri với các mẫu mô. Nhà cung cấp hình ảnh: Trung tâm Công nghệ sinh học tái sinh Sagol.

Theo GS Dvir, công nghệ mới được phát triển trên cơ sở lấy một mẫu sinh thiết nhỏ mô mỡ bụng từ bệnh nhân. Mô này tương tự như tất cả các mô trong cơ thể con người, bao gồm các tế bào cùng với chất nền ngoại bào (collagens và đường).

Sau khi tách các tế bào khỏi chất nền ngoại bào, nhóm nghiên cứu sử dụng kỹ thuật di truyền để lập trình lại các tế bào, chuyển về trạng thái giống tế bào gốc phôi, những các tế bào có khả năng trở thành những loại tế bào trong cơ thể. Từ chất nền ngoại bào, nhóm nghiên cứu chế tạo ra một hydrogel được cá nhân hóa, không tạo ra phản ứng miễn dịch hoặc từ chối sau khi cấy ghép.

Nhóm nghiên cứu đóng gói các tế bào gốc trong hydrogel, trong một quá trình mô phỏng sự phát triển phôi thai của tủy sống, chuyển hóa các tế bào thành mô cấy 3D của mạng lưới thần kinh có chứa các tế bào thần kinh vận động.

 Hình ảnh về cấy ghép tủy sống trong điều trị. Ảnh: Trung tâm Công nghệ sinh học tái sinh Sagol

Tủy sống cấy ghép của con người được cấy vào những mô hình phòng thí nghiệm, bao gồm hai nhóm: nhóm những người chỉ mới bị liệt gần đây (mô hình cấp tính) và nhóm những người bị liệt thời gian dài, tương đương với một năm theo cách tính với con người (mô hình mãn tính).

Sau khi cấy ghép, 100% mô hình tủy sống cấy ghép phòng thí nghiệm liệt cấp tính và 80% mô hình cấy ghép liệt mãn tính lấy lại được khả năng đi lại.

GS Dvir cho biết, trong thử nghiệm với mô hình chuột, những con vật trong có quá trình phục hồi nhanh chóng sau cấy ghép, cuối cùng có thể đi lại khá tốt. Đây là trường hợp đầu tiên trên thế giới, sử dụng các mô người cấy ghép tạo ra sự phục hồi trong mô hình động vật bị liệt mãn tính lâu dài - đây có thể là giải pháp phù hợp nhất cho những phương pháp điều trị bệnh liệt ở người.

Có hàng triệu người trên thế giới bị liệt do chấn thương cột sống, chưa có phương pháp điều trị hiệu quả cho tình trạng nay. Những người bị thương khi còn rất trẻ sẽ phải ngồi trên xe lăn suốt phần đời còn lại của họ, gánh chịu mọi chi phí về xã hội, tài chính và sức khỏe liên quan đến bại liệt. Mục tiêu của nghiên cứu là sản xuất tủy sống cấy ghép được cá nhân hóa cho mọi người bị liệt, cho phép tái tạo những mô tổn thương mà không có nguy cơ bị đào thải.

Trên cơ sở công nghệ kỹ thuật nội tạng mang tính cách mạng được phát triển tại phòng thí nghiệm, GS Dvir hợp tác với những đối tác trong ngành thành lập công ty Matricelf (matricelf.com) năm 2019. Công ty áp dụng phương pháp tiếp cận của GS Dvir để cung cấp các phương pháp điều trị cấy ghép tủy sống cho những người bị liệt nửa người.

GS Tal Dvir, TS Yona Goldshmit và TS Lior Wertheim. Ảnh Trung tâm Công nghệ sinh học tái sinh Sagol

Nhóm nghiên cứu hy vọng sẽ đạt được giai đoạn thử nghiệm lâm sàng trên người bị liệt trong vòng vài năm tới. Công ty đã thảo luận về chương trình tiền lâm sàng với Cục quản lý Dược phẩm và Thực phẩm Mỹ (FDA). Đây là công nghệ tiên tiến trong y học tái tạo và là giải pháp chữa trị hiệu quả cho những bệnh nhân bị liệt. Nhóm nghiên cứu tin tưởng công nghệ sẽ được phê duyệt nhanh chóng.

Trịnh Thái Bằng

Nguồn: KH&ĐS