(SKDS) - Với công nghệ biến đổi gen và nhân bản vô tính, các phòng thí nghiệm trên thế giới đang đồng loạt cho ra đời những con lợn có các cơ quan nội tạng giống với của con người nhất. Thành công bước đầu đã mở ra một triển vọng về nguồn cung cấp nội tạng cho người đang có nhu cầu ghép tạng.
Loài động vật tiềm năng
Cùng với chuột bạch, từ lâu, những con lợn trắng cũng được xem là tiềm năng trong các phòng thí nghiệm y khoa. Sở dĩ có sự lựa chọn này là vì về mặt sinh lý, lợn có nhiều đặc điểm tương đồng với con người. Ngoài ra, lợn còn là một loài động vật duy nhất có các cơ quan nội tạng giống hệt với cơ quan nội tạng của con người từ hình dạng, kích thước cũng như hoạt động.
Hơn thế, lợn còn là một trong số ít các loài động vật có thể áp dụng phương pháp nuôi dưỡng vô trùng - phương pháp được xem là bắt buộc đối với ghép dị chủng hoặc cấy ghép giữa các loài khác nhau. Đó là lý do vì sao các nhà nghiên cứu trên khắp thế giới thường sử dụng lợn khi tiến hành thí nghiệm ghép nội tạng.
Nhưng dù có tương đồng đến mấy thì các cơ quan nội tạng lợn vẫn có những dị biệt về gen so với thân chủ. Vì thế mà các cuộc thử nghiệm ghép nội tạng lợn cho người vẫn thường gặp thất bại. Tuy nhiên, hiện nay, với công nghệ biến đổi gen và nhân bản vô tính, tất cả những nhược điểm cuối cùng này đang dần được khắc phục.
 Hình ảnh của chú lợn nhân bản trên tạp chí Nature Biotechnology. (Nguồn: China Daily) |
Hiện thực trong tầm tay
Trong các công trình nhân bản lợn nhằm mục đích lấy bộ phận cấy ghép, thành công đầu tiên phải kể đến chú lợn mang tên Goldy của các nhà khoa học thuộc Trường ĐH Tổng hợp bang Mitsuri (Mỹ). Lợn Goldy có một điểm đặc biệt là thiếu cả 2 bản sao của gene alpha-1-galactosyltransferase trong bộ nhiễm sắc thể.
Các nhà khoa học đã làm một thao tác hiếm có trong công nghệ biến đổi gen là loại bỏ chúng ra khỏi tập hợp gen vì 2 gen này có nhiệm vụ sản sinh ra một loại đường trong cơ thể sống. Kháng thể của con người thường tấn công chính loại đường này sau khi bệnh nhân nhận cơ quan cấy ghép. Khi không có hai bản sao của gen trên, loại đường kia sẽ không được sinh ra, kháng thể sẽ không có mục tiêu để tấn công và hiện tượng đào thải trước mắt được ngăn chặn.
Sau thành công của các nhà khoa học Mỹ trong việc nhân bản lợn Goldy, hàng loạt phòng thí nghiệm khác trên thế giới cũng đã bắt đầu nghiên cứu để nhân bản lợn biến đổi gen và thử nghiệm cấy ghép bộ phận lợn cho cơ thể người, trong đó phải kể đến thành công của các nhà khoa học Hàn Quốc, Trung Quốc, Nhật Bản và Italia.
Sau đó, Công ty PPL Therapeutics của Anh đã nhân bản thành công 5 con lợn nhỏ có kích cỡ bình thường. Chúng cũng thiếu 2 bản sao của gen alpha-1-galactosyltransferase. Tiếp đó, năm 2009, lần thứ 3 trên thế giới, các nhà khoa học Hàn Quốc lại thành công khi tạo ra một chú lợn nhân bản mang tên Xeno phục vụ mục đích cấy ghép nội tạng. Chú lợn Xeno này cũng bị vô hiệu hóa gen alpha-gal gây phản ứng đào thải khi cấy ghép.
Sau Xeno, các nhà khoa học Hàn Quốc còn tiếp tục tạo ra 2 chú lợn vô tính nữa là Mideumi vào năm 2010 và mới đây nhất lại thêm chú lợn Somang-I. Đặc biệt, Somang-I đã được biến đổi gen để ngăn chặn phản ứng đào thải ở mức độ siêu cấp tính. Nói một cách cụ thể hơn, nó có thể sản xuất ra một kháng nguyên ở người gọi là “nhóm khác biệt 73” hay CD73.
Theo lời TS. Hwang - một trong những tác giả của Somang-I, nội tạng của chú lợn này mang gen CD73 nên khi được cấy ghép vào cơ thể người, nó không những có thể ức chế được hiện tượng đào thải của cơ thể mà còn có thể làm giảm hiện tượng đông tụ máu, tức là hiện tượng máu đi tới cơ quan cấy ghép bị đông lại - đây cũng là một trong những bài toán nan giải nhất của việc cấy ghép hiện nay.
Cơ thể con người đào thải bộ phận đưa từ bên ngoài vào theo 4 giai đoạn: cấp tính, siêu cấp tính, miễn dịch qua trung gian tế bào và mạn tính. Như vậy là với thành công trên 3 chú lợn nhân bản đầu tiên, các nhà khoa học Hàn Quốc đã kiểm soát được 2 giai đoạn đào thải đầu tiên. “Chỉ cần có thể kiểm soát thêm 2 phản ứng đào thải nữa thì nội tạng lợn hoàn toàn có thể được cấy ghép vào cơ thể bệnh nhân một cách an toàn” - TS. Hwang cho biết.
Nhóm nghiên cứu của ông đang tiến hành thử nghiệm cấy ghép nội tạng của loại lợn này cho người và có kế hoạch đến năm 2015 sẽ tạo ra những chú lợn có thể kiểm soát được đầy đủ cả 4 giai đoạn của phản ứng đào thải. Sau đó đến năm 2017 sẽ bắt đầu triển khai cung cấp dịch vụ này một cách rộng rãi.
Theo một hướng đi khác, các nhà khoa học tại Đại học Tokyo, Nhật Bản lại áp dụng công nghệ “nuôi trồng” các cơ quan nội tạng người ngay trên cơ thể lợn. Kĩ thuật này cho phép phát triển cơ quan nội tạng một người bệnh ngay trên cơ thể lợn bằng cách lấy tế bào gốc của bệnh nhân đó tiêm vào cơ thể con lợn thay thế nhằm nuôi trưởng thành một nội tạng khỏe mạnh dùng cho các ca thay ghép nội tạng về sau.
Do các cơ quan nội tạng của lợn ngay từ đầu đã được phát triển từ chính các tế bào gốc của đúng người bệnh nên có thể giúp giảm thiểu nguy cơ đào thải khi cấy ghép đồng thời có thể tạo ra nguồn cung cấp nội tạng dồi dào.
Theo GS. David Kuter thuộc Trường đại học y Havard, Mỹ, việc nhân bản lợn với các gen đào thải bị khống chế đang nằm trong tầm tay của các nhà khoa học và sẽ là một triển vọng để mở ra thời đại của nội tạng nhân tạo trong tương lai.
Anh Thư(Theo NewScientist)