Tại mỹ, 120.000 bệnh nhân đang chờ đợi được ghép tạng nhưng không có đủ người hiến. tình trạng tạng thiếu hụt nghiêm trọng khiến một số nhà nghiên cứu tính đến giải pháp có vẻ lạ thường: nhân giống lợn biến đổi gene để mở rộng nguồn nội tạng tương thích.
Các chuyên gia cố gắng nhiều thập kỷ để biến ý tưởng đó thành hiện thực. Quá trình này được gọi là xenotransplant. Trong đó, lợn trở thành nguồn nội tạng đầy hứa hẹn bởi khả năng sinh sản dồi dào, nhiều lứa một năm. Các cơ quan như thận, gan và tim lợn có kích thước tương tự con người. Joseph Tector, giáo sư phẫu thuật điều hành chương trình cấy ghép xenotransplant tại Đại học Alabama ở Birmingham, cho biết: "Không có con vật nào phù hợp hơn".
Nhiều nhà khoa học đã đầu tư nghiên cứu lĩnh vực cấy ghép xenotransplant từ những năm 1990, song kế hoạch bị chững lại do một số yếu tố. Ở các thí nghiệm ban đầu với loài linh trưởng, hệ miễn dịch của chúng tấn công và loại bỏ nội tạng được ghép. Đây được gọi là tình trạng thải ghép.
Những năm 1960, một số bệnh nhân đã được ghép thận của tinh tinh, song người sống lâu nhất chỉ được 9 tháng. năm 1983, một bé sơ sinh tên baby fae được ghép tim từ khỉ đầu chó, cô bé không qua khỏi sau 20 ngày.
Nghiên cứu biến đổi gene ở lợn cũng là một quá trình chậm chạp, bởi các nhà khoa học tốn nhiều năm để chỉnh sửa thành công một gene duy nhất. đến năm 2016, nhóm chuyên gia do george church, đại học harvard dẫn đầu xuất bản báo cáo mô tả về công nghệ gene mới có tên crispr-cas9. khác biệt với những phương pháp chỉnh sửa gene trước đó, crispr cho phép các nhà nghiên cứu thực hiện nhiều thay đổi đồng thời để vô hiệu hóa virus trong gene của lợn.
Crispr đã hâm nóng cuộc đua nghiên cứu về xenotransplant trong cộng đồng y khoa. Nghiên cứu cũng mở đường cho nhiều công trình khoa học khác, hướng đến việc mở rộng nguồn tạng hiến cho người.
Bác sĩ phẫu thuật thực hiện ca cấy ghép tim lợn biến đổi gene kéo dài 8 giờ tại trung tâm y tế đại học maryland, ngày 7/1. ảnh: ap
Tháng 11/2021, bác sĩ tại Bệnh viện Langone Health của Đại học New York cấy ghép thành công một quả thận lợn biến đổi gene sang cơ thể người.
Đến ngày 7/1, David Bennett, 57 tuổi, đã được ghép trái tim của một con lợn biến đổi gene. Ca phẫu thuật kéo dài 8 tiếng, diễn ra ở Baltimore. Đây là ca ghép tim lợn thành công đầu tiên ở người, mang lại hy vọng cho hàng trăm nghìn bệnh nhân suy tạng.
Thực tế, một trong những thách thức lớn nhất của nghiên cứu cấy ghép tạng không phải là giai đoạn phẫu thuật, mà là việc phát hiện các retrovirus nội sinh tiềm ẩn trong dna của lợn. loại virus này không gây bệnh ở lợn, nhưng có thể lây nhiễm vào tế bào người. đây cũng là nguyên nhân khiến nhiều nhà thẩm định đạo đức y khoa phản đối xenotransplant kể từ những năm 1990.
Đến nay, với công nghệ biến đổi gene crispr và những thành tựu từ nghiên cứu của tiến sĩ george church, các nhà khoa học có thể cắt tất cả 62 gene sản xuất retrovirus nội sinh ở lợn. sau đó, họ nhân bản các tế bào đã chỉnh sửa gene, cho chúng trở về giai đoạn phôi thai rồi đưa vào phôi lợn. khi cấy những phôi này vào lợn nái, chúng sinh ra lứa lợn con không có retrovirus.
Rào cản thứ hai là tạng ghép từ động vật khác không tương thích với hệ miễn dịch của người. Trong nội tạng lợn có một loại enzym gọi là alpha-gal. Cơ thể người phát triển kháng nguyên chống lại enzym đó. Để giải quyết vấn đề này, tiến sĩ David Sachs, Bệnh viện Đa khoa Massachusetts, Mỹ, sử dụng công nghệ nhân bản để đưa một đột biến loại bỏ enzym alpha-gal vào phôi lợn. Từ đó, ông có thể sản xuất những con lợn không có enzym alpha-gal, được gọi là loài lợn GalT-KO.
Yếu tố khác từ nội tạng lợn có thể gây phản ứng miễn dịch tiêu cực ở người bệnh là các kháng nguyên carbohydrate. kháng thể của con người coi thành phần này là mối đe dọa. năm 2017, nhóm nghiên cứu đại học alabama ở birmingham đã sử dụng công nghệ crispr để tạo ra những con lợn không có gene sản sinh kháng nguyên carbohydrate. nội tạng biến đổi gene từ công trình đó được cấy ghép thành công cho khỉ đầu chó.
Giống với nhiều thành tựu khoa học khác, một ý tưởng khởi nguồn đôi khi mất 30 năm để chứng minh hiệu quả. Với sự nỗ lực của các nhà khoa học trong 30-40 năm qua, nhiều công ty như eGenesis và Revivicor đã tạo ra các lứa lợn biến đổi gene, hứa hẹn mở rộng nguồn cung nội tạng cho người.
Chủ đề liên quan:
bệnh học biến đổi gene ghép tạng ghép thận ghép tim khám chữa bệnh tin nóng tình huống