Mỗi năm, có hàng ngàn người trên thế giới đang phải trải qua một ca phẫu thuật cắt bỏ gan. Nó là hậu quả của một khối u ung thư hoặc một tai nạn nghiêm trọng, trong đó, xương lồng ngực của họ không đủ để bảo vệ lá gan khỏi bị dập nát.
Nhưng nếu may mắn bạn có thể giữ lại được một nửa lá gan của mình, thì chỉ 5 tiếng đồng hồ sau... nó bắt đầu mọc trở lại. Ba tháng là khoảng thời gian đủ để lá gan tái tạo hoàn chỉnh cả về kích thước lẫn chức năng của nó.
Trên thực tế, gan chính là bộ phận duy nhất trên cơ thể người có khả năng mọc trở lại sau khi bị cắt bỏ một phần.
Người Hy Lạp cổ đại có lẽ đã biết điều đó từ hàng ngàn năm trước. Họ đặt tên cho lá gan là "ἧπαρ" (hepar), có nghĩa là "tái tạo bản thân".
Thần thoại Hy Lạp kể rằng có một vị thần Titan tên là Prometheus đã ăn cắp ngọn lửa trên ngọn Olympus và trao nó vào tay con người. Zeus đã tức giận vì hành động đó của Prometheus và xích vị thần vào một tảng đá, nơi Prometheus bị một con đại bàng tới rỉa gan mỗi ngày.
Nhưng cứ khi lá gan của Prometheus bị ăn mất, nó sẽ mọc trở lại khiến cuộc tra tấn kéo dài vĩnh viễn mà không bao giờ kết thúc. Phải đợi tới 30.000 năm sau, Prometheus mới được giải thoát bởi Hercules. Ở thời điểm đó, lá gan của Prometheus đã bị ăn mất rồi mọc trở lại hơn 10 triệu lần.
Sự tái sinh của một cơ quan hay thậm chí nội tạng là điều không xa lạ gì trong thế giới động vật. Bạn biết những con thằn lằn có thể mọc lại cái đuôi mới sau khi bị đứt. Một loài kỳ giông Mexico có thể mọc lại tim, não và nhiều nội tạng khác.
Hươu và nai có thể mọc lại gạc và răng của chúng. Planarian, một loài giun dẹp thậm chí có thể mọc lại toàn bộ cơ thể của nó sau khi đã bị cắt đầu.
Trong nỗ lực học tập các loài sinh vật khác và tìm hiểu tiềm năng tái sinh ở con người, một lĩnh vực y học mới được gọi là "y học tái tạo" đã ra đời. Thuật ngữ này lần đầu tiên được một giáo sư tại Trường Y Harvard là William A.Haseltine phát biểu vào năm 1999.
Haseltine định nghĩa y học tái tạo là "một liệu pháp ... sử dụng gen người, protein và tế bào để tái phát triển, phục hồi hoặc thay thế cơ học cho các mô bị tổn thương do chấn thương, bệnh tật hoặc bị bào mòn bởi thời gian. Y học tái tạo mang lại triển vọng chữa khỏi các bệnh ngày nay không thể điều trị hiệu quả, kể cả những bệnh liên quan đến lão hóa".
Hãy lấy một ví dụ, những bệnh nhân tiểu đường thường phải đối mặt với những vết loét hoại tử ở bàn chân. Nếu không được chữa trị kịp thời, họ có thể phải đối mặt với việc phải cắt cụt chi.
Nhưng trong nghiên cứu được thực hiện vào năm 2020, một nhóm các nhà khoa học tại Đại học Colarado đã tạo ra được các tế bào gốc trung mô mà chỉ cần bôi vào vết loét của bệnh nhân tiểu đường, vết loét sẽ tự động lành lại.
Đó là bởi các tế bào gốc là tế bào có khả năng biệt hóa thành các tế bào khác. Khi được kích thích, tế bào gốc trung mô trong trường hợp này có thể biến thành nguyên bào xương, nguyên bào sụn, tế bào cơ, tế bào mỡ,… và trám vào các vị trí tổn thương của con người.
Tế bào gốc có thể được thu nhận từ nhiều nguồn khác nhau như: tủy xương, mô mỡ, dây rốn trẻ sơ sinh, nhau thai, dịch ối, răng sữa, nội mạc tử cung… và hiện đang là một trung tâm của lĩnh vực y học tái tạo.
Hàng trăm thử nghiệm lâm sàng liên quan đến tế bào gốc đang được thực hiện trong lĩnh vực y học tái tạo, chẳng hạn như để điều trị:
Bỏng, trong đó tế bào gốc được hướng dẫn để biến thành tế bào da và trám lên vết thương. Tiểu đường, khi tế bào gốc được biến thành các tế bào đảo tụy sản sinh ra insulin nội sinh, nhờ đó bệnh nhân không còn phải tiêm insulin bên ngoài nữa. Bệnh tim, trong đó các mô sẹo hình thành sau cơn đau tim vốn không thể lành lại nhưng sẽ được tế bào gốc tái sinh.
Tế bào gốc còn có thể được dùng để điều trị vô sinh do thiếu tế bào gốc tinh trùng, điều trị hói, nhằm phát triển lại các nang tóc bị mất, thay thế giác mạc bị tổn thương, điều trị viêm khớp, bệnh Parkinson, Alzheimer, xơ cứng động mạnh, bệnh Crohn, thậm chí cả ung thư…
"Nhưng y học tái tạo không chỉ giới hạn trong việc ứng dụng tế bào gốc", giáo sư Haseltine cho biết. Một chân kiềng trong lĩnh vực này được gọi là kỹ thuật mô cũng "đang chứng minh được vị thế của mình là một trong những phát triển mới thú vị nhất của lĩnh vực y học tái tạo".
Kỹ thuật mô (tissue engineering) là việc kết hợp các kỹ thuật y sinh với tế bào, phương pháp vật liệu, các yếu tố hóa, lý phù hợp để khôi phục, duy trì, cải thiện hoặc thay thế các loại mô sinh học khác nhau.
Trong y học tái tạo, kỹ thuật mô thường liên quan đến việc lắp ghép và nuôi cấy tế bào trên giá thể, là các giàn làm từ vật liệu sinh học tự tiêu sau khi mô bám vào, giúp phục hồi các tổn thương hoặc khiếm khuyết trên cơ thể bệnh nhân.
Phương pháp này đã được dùng để tạo ra thịt trong ống nghiệm , gan sinh học , tuyến tụy nhân tạo để cấy ghép cho người bệnh tiểu đường, sụn và mạch máu nhân tạo , da và tủy xương nhân tạo, các mô niêm mạc và thậm chí cả dương vật nhân tạo. ..
Nếu trong tương lai bạn nghe thấy một cơ quan nào đó nhân tạo được cấy ghép thành công cho bệnh nhân, thì tới 99% nó đã được làm ra từ kỹ thuật mô.
Giáo sư Haseltine cho biết trong một nghiên cứu đột phá thuộc vào lĩnh vực này, các bác sĩ đã giúp cho 4 cô gái lần đầu tiên có được âm đạo kể từ khi họ sinh ra. Những cô gái này mắc phải một hội chứng bẩm sinh hiếm gặp được gọi là Mayer-Rokitansky-Küster-Hauser (MRKHS). Trong đó, âm đạo của họ bị biến mất hoàn toàn hoặc giả có cũng bị khiếm khuyết, không có chức năng bình thường.
Bằng kỹ thuật mô, các bác sĩ đã nuôi được những chiếc âm đạo cá nhân hóa, khớp với khoang cơ thể của từng người và giúp họ có được chức năng tình dục như người bình thường. Nhìn vào quá trình này, bạn sẽ có thể hình dung kỹ thuật mô thực sự diễn ra như thế nào:
Đầu tiên, các bác sĩ sẽ kiểm tra tình trạng hội chứng MRKHS của họ, những cô gái ở độ tuổi 13-18 khi bắt đầu ghi danh vào nghiên cứu. Họ xác nhận tình trạng âm đạo của những cô gái này bị mất hoặc có những bất thường không thể sửa chữa bằng phẫu thuật.
Để chữa trị cho họ, các bác sĩ sẽ trích một mẩu mô nhỏ ở âm hộ của mỗi bệnh nhân. Sau đó, họ đưa các mô này vào nuôi trong ống nghiệm để chúng sao chép và nhân lên trong môi trường chất dinh dưỡng.
Bởi vì âm đạo được tạo thành từ hai lớp tế bào chuyên biệt, các nhà nghiên cứu sẽ lọc các tế bào cơ và tế bào biểu mô âm đạo sang các ống nghiệm khác nhau.
Sau đó, họ tạo ra một giá thể bằng các sợi giống như collagen có hình dạng khớp với khoang âm đạo của mỗi cô gái. Các mẫu mô sẽ được sắp xếp theo thứ tự lên trên giá thể này.
Giá thể sau đó được đưa vào trong một cỗ máy được gọi là lò phản ứng sinh học. Về cơ bản, nó giống với một chiếc lò nướng bánh, nhưng thay vì làm bánh phồng lên, lò phản ứng sinh học giúp các mô phát triển bao lấy toàn bộ giá thể.
Sau khoảng 5-6 tuần, những chiếc âm đạo cá nhân hóa, được làm từ chính mô của bệnh nhân và có kích thước khớp với khoang cơ thể của từng bệnh nhân sẽ "ra lò". Các bác sĩ sẽ tiến hành phẫu thuật để khâu giá thể vào khoang xương chậu của từng cô gái, một đầu của nó ở phía ngoài, đầu còn lại nối vào tử cung.
Sáu tháng sau cuộc phẫu thuật, giá thể tự tiêu biến, các mạch máu, dây thần kinh và mô mới đã bao trùm lên âm đạo nhân tạo. Nó bắt đầu hoạt động giống như các cơ quan khác trên cơ thể bốn cô gái. Họ được kiểm tra định kỳ hàng năm, cho đến nay, cô gái sớm nhất được cấy ghép âm đạo nhân tạo đã trải qua 8 cuộc khám định kỳ.
Tất cả họ đã sinh hoạt tình dục và báo cáo chức năng âm đạo bình thường. Điều tuyệt vời nhất là ảnh chụp y tế và sinh thiết bây giờ không còn có thể phân biệt được âm đạo nhân tạo của họ với các âm đạo tự nhiên của người khỏe mạnh khác.
Trong khi mong muốn được giấu tên, một trong những cô gái đã nói: "Khi tôi phát hiện ra mình có thể có lại âm đạo, tôi đã rất vui mừng. Tôi nghĩ điều quan trọng là phải báo cho những cô gái khác, những người có cùng vấn đề với tôi, biết rằng căn bệnh này có cách điều trị và bạn có thể có một cuộc sống bình thường như bao người khác".
"Cho đến nay, các phương pháp điều trị MRKHS chỉ dừng lại ở phẫu thuật tái tạo. Nhưng trong tương lai, những âm đạo được nuôi trong phòng thí nghiệm như thế này sẽ giúp được những phụ nữ có bộ phận sinh dục bị phá hủy hoặc biến dạng do tai nạn hoặc chấn thương", giáo sư Haseltine cho biết.
Ông nhấn mạnh điểm ưu việt của kỹ thuật mô là nó sử dụng tế bào của chính bệnh nhân để phát triển các cơ quan nhân tạo mới cho họ. Điều này sẽ loại bỏ nhu cầu về người hiến tặng và việc phải uống thuốc ức chế miễn dịch suốt đời.
Những tiến bộ trong lĩnh vực kỹ thuật mô cho thấy các nhà khoa học đang tiến đến chỗ có thể tạo ra bất kỳ bộ phận cấy ghép nhân tạo nào trên cơ thể. Về cơ bản, nó sẽ trao cho chúng ta khả năng của một con kỳ giông.
Con người trong tương lai có thể sử dụng kỹ thuật mô để tái tạo bất kỳ bộ phận nào trên cơ thể mình và thay thế chúng.
"Chúng ta đang ở trong buổi bình minh của kỷ nguyên y học mới - một kỷ nguyên mà chúng ta sẽ có thể phục hồi tất cả các cơ quan nội tạng phức tạp", giáo sư Haseltine nói. "Mặc dù còn quá sớm để dự đoán chúng ta sẽ mất bao lâu để hoàn thiện khả năng đó, nhưng rõ ràng là đã có những ánh sáng le lói ở phía cuối chân trời".
