Những tiến bộ trong công nghệ đã cách mạng hoá trong thông tin liên lạc, giao thông và kinh doanh. Cùng với đó, việc chia sẻ dữ liệu y tế và cải tiến các trang thiết bị, những tiến bộ trong y học đang diễn ra nhanh hơn bao giờ hết.
Tử cung nhân tạo, thiết kế di truyền và đảo ngược quá trình lão hóa nghe có vẻ giống chuyện viễn tưởng. Tuy nhiên, trong năm qua, đã có nhiều tiến bộ đáng kể trong tất cả những lĩnh vực này. Dưới đây là những khám phá tiêu biểu trong số đó.
Tử cung nhân tạo
Các nhà khoa học đã chế tạo được thiết bị tử cung nhân tạo có khả năng nuôi dưỡng thai nhi rất non tháng phát triển bình thường trong khoảng một tháng. Thiết bị đã được thử nghiệm trên 8 bào thai cừu, được lấy ra sớm từ tử cung của cừu mẹ và chuyển sang tử cung nhân tạo. Các con cừu tiếp tục phát triển, biểu hiện sự tăng trưởng và trưởng thành bình thường cho đến khi chúng được "sinh ra" sau bốn tuần.
Tử cung nhân tạo bao gồm một túi nhựa trong chứa đầy nước ối tổng hợp. Dây rốn của bào thai được nối với một máy cung cấp chất dinh dưỡng và oxy cho máu, tương tự bánh rau.
Thai kỳ bình thường kéo dài khoảng 40 tuần. Mỗi năm có hàng ngàn trẻ bị sinh non - sau khi chưa đầy 26 tuần trong bụng mẹ. Chỉ có khoảng một nửa trong số này sống sót, và những trẻ này thường bị các biến chứng nặng nề như bại não, liệt, và chậm phát triển trí tuệ.
Tử cung nhân tạo được sử dụng cho người sẽ cho phép những em bé sinh non này tiếp tục phát triển trong môi trường giống như tử cung trong một thời gian dài hơn. Những người chế tạo ra thiết bị hy vọng sẽ kiểm tra nó trên người trong vòng 5 năm tới.
Phôi lai người-lợn đầu tiên
Năm nay, các nhà nghiên cứu đã thành công trong việc tạo ra phôi lai người-lợn, tên khoa học gọi là chimera. Chimera là một sinh vật có chứa tế bào từ hai loài khác nhau.
Một cách để tạo ra chimera là đưa cơ quan của một động vật này vào cơ thể của một động vật khác, nhưng điều này mang đến nguy cơ cao là cơ thể vật chủ sẽ chối bỏ cơ quan ngoại lai. Một cách khác để tạo ra chimera là bắt đầu từ phôi, đưa các tế bào của một con vật này vào phôi của một con vật khác và cho phép chúng phát triển cùng nhau.
Các thí nghiệm ban đầu về chimera đã dẫn đến sự tăng trưởng thành công của các tế bào chuột cống trong phôi chuột nhắt. Phôi chuột nhắt được biến đổi di truyền để tạo ra tuyến tụy, mắt và tim của chuột cống, tất cả đều phát triển bình thường. Kết quả đầy hứa hẹn đã dẫn đến các thí nghiệm với tế bào người.
Nội tạng của lợn khá giống với nội tạng của người, đó là lý do tại sao động vật này được chọn làm vật chủ. Tế bào người được tiêm vào phôi lợn giai đoạn sớm. Các phôi lai sau đó được cấy vào lợn nái mang thai hộ và được phép phát triển qua 3 tháng đầu trước khi được lấy ra kiểm tra. Kết quả là 186 phôi chimera có chứa giai đoạn đầu của các cơ quan quan trọng như tim và gan.
Việc tạo ra được các cơ quan và mô của người trong một loài khác là một bước tiến lớn hướng tới mục tiêu cuối cùng là nuôi cấy các bộ phận cơ thể người trong phòng thí nghiệm, có thể cứu được tính mạng của hàng nghìn người. Hiện nay, mỗi ngày có 22 người chết trong khi chờ ghép tạng.
Cách điều trị mới cho ung thư da
Một nhóm các nhà nghiên cứu tại Đại học bang Michigan đã khám phá ra một loại thuốc có thể làm giảm đáng kể tỷ lệ tử vong do u hắc tố. Đây là dạng ung thư da chết người nhất vì bệnh có thể nhanh chóng di căn đến các cơ quan như phổi và não. Điều này xảy ra thông qua quá trình phiên mã trong đó gen tạo ra các phân tử ARN và một số protein nhất định trong khối u u ác tính cho phép các tế bào ung thư lan ra.
Một hợp chất hóa học mới đã cho thấy thành công trong việc làm gián đoạn chu trình này. Hợp chất sẽ tắt quá trình phiên mã, ngăn không cho ung thư di căn mạnh mẽ như vậy. Trong các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm về tác dụng với tế bào u ác tính, hợp chất đã thành công trong việc giảm tới 90% sự lan rộng của ung thư.
Vẫn phải chờ thêm vài năm nữa để có thể thử nghiệm loại thuốc tiềm năng này trên người, nhưng các nhà nghiên cứu lạc quan về khả năng của nó. Ngoài điều trị u hắc tố ác tính, hợp chất cũng sẽ được kiểm tra về khả năng ngăn chặn sự lan rộng của các loại ung thư khác.
Thử nghiệm điều trị chống lão hóa trên người
Điều trị chống lão hóa đang ngày một tiến gần hơn đến thị trường. Sau khi các thử nghiệm trên động vật cho thấy thành công đáng kinh ngạc trong việc đảo ngược quá trình lão hóa của tế bào, các thử nghiệm trên người hiện đang được tiến hành.
Các tế bào của chúng ta có khả năng tự sửa chữa, nhưng khả năng này bị giảm sút khi chúng ta già đi. Một chất chuyển hóa gọi là NAD có mặt trong tất cả các tế bào và rất quan trọng đối với quá trình sửa chữa.
Một nhóm các nhà nghiên cứu từ Đại học New South Wales đã tiến hành những thử nghiệm về NMN, tạo thành một nửa phân tử NAD . Sau khi tiêm NMN cho chuột già, chúng biểu hiện tăng khả năng sửa chữa tế bào hư hỏng. Chỉ sau một tuần, tế bào của chuột già được điều trị bằng NMN hoạt động tốt ngang với các tế bào của chuột trẻ hơn.
Bước cuối cùng trong thử nghiệm bao gồm phơi nhiễm chuột với bức xạ. Chuột đã được điều trị từ trước bằng NMN cho thấy mức độ tổn thương tế bào thấp hơn những con không được điều trị. Ngay cả những con chuột được điều trị bằng NMN sau khi phơi nhiễm cũng có ít tổn thương tế bào hơn.
Việc điều trị chống lão hóa sẽ không giới hạn ở những bệnh nhân cao tuổi. Các phi hành gia thường gặp phải sự lão hoá do phơi nhiễm với tia bức xạ vũ trụ. Những người thường xuyên đi lại bằng đường hàng không hoặc phải chụp X quang cũng bị phơi nhiễm với bức xạ, mặc dù với lượng nhỏ hơn nhiều. Và những người đã bị ung thư khi còn nhỏ cũng bị lão hóa nhanh, dẫn đến nhiều người bị bệnh mạn tính như bệnh Alzheimer trước khi đến tuổi 45.
Sửa chữa ADN phôi
Lần đầu tiên, các nhà khoa học đã thành công trong việc chỉnh sửa ADN trong phôi người mà không gây ra những đột biến tai hại không mong muốn.
Một nhóm các nhà khoa học quốc tế đã tiến hành thí nghiệm bằng cách sử dụng một kỹ thuật biên tập gen mới. Tinh trùng được lấy từ người cho mang đột biến gen gây ra bệnh cơ tim, một rối loạn làm tim suy và gây ra loạn nhịp tim, các vấn đề về van tim và suy tim.
Tinh trùng được sử dụng để thụ tinh cho trứng, và sau đó công cụ biên tập sẽ chỉnh sửa đột biến. Các nhà khoa học mô tả nó như một dạng “vi phẫu”, trong đó họ sẽ tìm cách cắt chính xác các gen đột biến.
Khi gen đã được cắt, phôi được kích hoạt để tự sửa chữa gen bị thiếu. Kỹ thuật này được sử dụng trên 58 phôi, và đột biến gen đã được hiệu chỉnh thành công ở 70% trong số đó. Điều quan trọng nhất là việc sửa chữa không gây ra những khiếm khuyết không mong muốn ở các vùng ADN khác, như trong các thí nghiệm trước đây.
Các phôi không được sử dụng để tạo ra các em bé. Cần phải kiểm tra thêm trước khi có thể làm điều này.
Những người chỉ trích việc biến đổi gen trong phôi bày tỏ sự lo ngại về một số yếu tố. Những thay đổi trong ADN của phôi sẽ được truyền cho các thế hệ sau, vì thế bất kỳ sai lầm nào trong quá trình biên tập gen có thể gây ra các bệnh di truyền mới. Cũng có lo ngại rằng nghiên cứu có thể dẫn đến "những đứa trẻ theo thiết kế", nơi cha mẹ lựa chọn những đặc điểm cho con cái trước khi sinh, tạo ra một đứa trẻ có những khía cạnh và khả năng về mặt thể chất nhất định.
Các nhà khoa học nghiên cứu về biến đổi di truyền phôi thai tuyên bố rằng công trình của họ chỉ nhằm mục đích ngăn ngừa các bệnh di truyền, chứ không phải tạo ra những đứa trẻ theo đơn đặt hàng. Các bệnh có thể ngăn ngừa bằng cách chỉnh sửa gen trong phôi bao gồm bệnh Huntington, bệnh xơ nang, và các trường hợp ung thư vú và buồng trứng do đột biến gen BRCA.
