• Sat. May 28th, 2022

Nhà khoa học chỉnh sửa gene lợn cấy ghép thế nào

ByTin Việt Nam

Jan 11, 2022

ĐứcTại một trang trại ở Bavaria, các nhà nghiên cứu đang sử dụng phương pháp chỉnh sửa gene để tạo ra những con lợn có thể trở thành nguồn cung nội tạng cấy ghép.

Cơ sở này nằm giữa trung tâm thành phố Munich và sân bay quốc tế, khoảng 37 km về phía bắc. Từ bên ngoài, nó trông giống với một trang trại bình thường. Nhưng khi nhìn qua lớp cửa kính đã cũ, người ta có thể thấy những căn phòng được trang bị đầy đủ máy móc tiên tiến.

Trong một tòa nhà mới hơn phía sau trang trại, Barbara Kessler cởi giày thể thao và xịt khuẩn chân, tay. Cô bác sĩ thú y vui vẻ bước qua một hành lang, bỏ lại phía sau áo khoác ngoài, đồng hồ và khuyên tai. Cô tẩy tế bào chết trên cơ thể và làm sạch mái tóc cắt ngắn.

Sau khi tắm, cô tìm kiếm trang phục của mình. Chiếc quần đen, áo sơ mi đỏ và giày đen được xếp gọn gàng bên cạnh đồ của đồng nghiệp. Ra ngoài phòng thay đồ, Kessler đội thêm mũ để giữ mái tóc không nhiễm khuẩn. Cô bước nhanh xuống tầng dưới, mang đôi ủng cao su đã khử trùng sau mỗi lần sử dụng.

Đó là tất cả những biện pháp nghiêm ngặt phòng ngừa vi khuẩn để bảo vệ cho những con lợn trong khu vực thí nghiệm. Mở cửa vào căn phòng, Kessler bắt gặp một con lợn đi lang thang và khám phá xung quanh một cách thoải mái.

Con lợn này đã được chỉnh sửa gene tới 4 lần, khả năng sinh sản thấp hơn những cá thể cùng loài, nhưng có nội tạng tương thích khi cấy ghép cho người. Nếu quá trình nghiên cứu suôn sẻ, trái tim của con lợn một ngày nào đó sẽ bận rộn bơm máu trong cơ thể bệnh nhân, cứu sống một mạng người.

Trên toàn cầu, giới khoa học đang ráo riết nghiên cứu các loại mô khác nhau từ lợn biến đổi gene để thử nghiệm ở người. Tại Trung Quốc, các chuyên gia cấy ghép tuyến tụy sản xuất insulin từ lợn cho bệnh nhân tiểu đường. Nhóm nghiên cứu ở Hàn Quốc thử cấy ghép giác mạc lợn vào người sau khi được chính phủ chấp thuận. Tại Bệnh viện Đa khoa Massachusetts, Mỹ, các bác sĩ sử dụng da lợn biến đổi gene che phủ tạm thời vết thương cho người bị bỏng nặng.

Trong các ca phẫu thuật ghép tạng phức tạp, bác sĩ hầu hết dựa vào người hiến tặng chết não. Song nhờ vào công nghệ biến đổi gene, nội tạng của những con lợn tại trang Bavaria, Đức một ngày nào đó sẽ được sử dụng cho người.





Những chú lợn biến đổi gene tại trang trại ở Bavaria, Đức. Ảnh: Technology Review

Những con lợn biến đổi gene tại trang trại ở Bavaria, Đức. Ảnh: Technology Review

Thực tế, tình trạng thiếu hụt nội tạng trong các ca phẫu thuật cấy ghép từ lâu khiến nhiều chuyên gia y tế đau đầu. Mỹ ghi nhận 7.300 người chết mỗi năm vì không tìm được tạng hiến, hai phần ba trong số đó bị suy thận. Trong nhiều trường hợp, ánh sáng duy nhất với họ là thảm kịch của người khác.

Ban đầu, bác sĩ tìm kiếm nguồn nội tạng cấy ghép từ khỉ, bởi chúng là động vật gần với người nhất. Năm 1984, một bé gái tên Baby Fae được ghép trái tim khỉ đầu chó, song tử vong sau 20 ngày vì hoạt động đào thải của hệ miễn dịch. Cái chết của Baby Fae được chú ý trên toàn cầu. Nhiều người lên án ý tưởng giết động vật gần gũi nhất để cứu người của các nhà khoa học.

Đến năm 1990, các chuyên gia và công ty công nghệ sinh học chuyển hướng nghiên cứu sang loài lợn. Vì con người vẫn tiêu thụ loại động vật này như thực phẩm hàng ngày, ý tưởng cấy ghép tạng ít gặp chỉ trích về mặt đạo đức hơn.

Ở khía cạnh khoa học, các cơ quan của lợn có kích thước và giải phẫu gần giống với người. Lợn đạt đến tuổi trưởng thành trong vòng 6 tháng – nhanh hơn nhiều so với các loài linh trưởng.

Hơn hai thập kỷ với nhiều tiến bộ trong kỹ thuật di truyền, chủ đề cấy ghép nội tạng từ động vật cho người (còn gọi là xenotransplants) nóng trở lại. Các chuyên gia thảo luận về chủ đề lớn nhất: cần chỉnh sửa chính xác bao nhiêu gene ở lợn để vượt qua rào cản về loài. eGenesis, công ty công nghệ sinh học tại Mỹ cho biết lượng gene họ chỉnh sửa tại các cơ sở thí nghiệm lên đến “hai chữ số”.

Tại nông trại ở Bavaria, Đức, nơi bác sĩ Kessler làm việc, mọi thứ có quy mô nhỏ hơn. Các cá thể lợn tại đây có ba biến đổi gene quan trọng, được chỉnh sửa cách đây hơn một thập kỷ. Công nghệ dựa vào nghiên cứu trên khỉ đầu chó trước đó.

Các chuyên gia tạo ra một gene gọi là galactosyltransferase, ngăn hệ miễn dịch của người nhận biết và từ chối cơ quan của loài khác. Tiếp theo, họ bổ sung gene biểu hiện CD46 ở người vào lợn, một protein giúp hệ miễn dịch tấn công các yếu tố ngoại lai mà không gây phản ứng quá mức hoặc bệnh tự miễn. Gene thứ ba là protein thrombomodulin, giúp ngăn chặn cục máu đông có thể phá huỷ cơ quan cấy ghép.

Năm 2018, tim của những con lợn ở trung tâm này được cấy ghép vào 14 con khỉ đầu chó. Hai con khỉ sống sót trong 6 tháng, thời gian lâu nhất ghi nhận ở một con vật mang trái tim của loài khác. Trong một báo cáo trên tạp chí Nature vào tháng 12/2019, các chuyên gia Đức mô tả thành tựu này là “cột mốc quan trọng trên hành trình cấy ghép tim bằng phương pháp lâm sàng”.





Bác sĩ thú y Barbara Kessler xem một chú lợn được nuôi trong cơ sở. Ảnh: Technology Review

Bác sĩ thú y Barbara Kessler xem một con lợn được nuôi trong cơ sở. Ảnh: Technology Review

Trong thời gian nghiên cứu, hai nhà khoa học đứng đầu công trình là Eckhard Wolf và Bruno Reichart nhận ra một vấn đề: trái tim tiếp tục phát triển trong cơ thể khỉ đầu chó đến khi đạt kích thước thông thường ở một con lợn nặng 270 kg, tức là nặng hơn 62% so với tim khỉ.

Trong trang trại ở Đức, bác sĩ Kessler đưa ra giải pháp cho vấn đề này. Hai con lợn nái chị em đã được chỉnh sửa gene thêm một lần nữa. Các nhà khoa học tắt thụ thể hormone tăng trưởng (GHR) của động vật, khiến chúng chỉ nặng khoảng 79 kg, bằng một nửa so với lợn nái bình thường.

Chi phí để tạo ra lợn biến đổi gene phù hợp tiêu chuẩn cấy ghép của Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Mỹ (FDA) khá cao. Kessler và các đồng nghiệp đã nhân bản phôi lợn bằng cách đưa vật liệu di truyền vào trứng trong hai ngày đầu tuần. Để giảm thiểu vi trùng, mỗi dòng lợn phải thụ tinh trong ống nghiệm, sinh mổ và tách khỏi mẹ khi sinh. Kessler cho biết các thế hệ không có mầm bệnh sau này không cần nhiều biện pháp phòng ngừa, chi phí cao gấp 10 lần giá nuôi lợn lấy thịt.

Năm 2021 và 2022 đánh dấu các thành tựu mang tính tiên phong. 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 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.

Thục Linh ( Theo Technology Review)