Chú "chuột - tai" đã thay đổi thế giới như thế nào?

Trong thế kỷ 20, loài người đã chứng kiến những tiến bộ lớn trong lĩnh vực khoa học. Người ta biết rằng, khi công nghệ tiến bộ, y học sẽ phát triển đến mức mọi bộ phận trên cơ thể con người sẽ được phát triển bên ngoài và được cấy ghép giống như việc thay thế các bộ phận của một cỗ máy bị hỏng. Mặc dù những lý thuyết khoa học này đã được tranh luận trong nhiều thập kỷ, nhưng không ai đủ lý trí để chờ nó xảy ra.

Sự đặc biệt của chiếc tai

Phẫu thuật thẩm mỹ đã phát triển rất nhanh cuối của thế kỷ 20, nhưng dù vậy, trên cơ thể con người, tai vẫn là bộ phận khó tái tạo nhất, vì nó được tạo ra từ sụn. Mặc dù sụn có thể được tạo ra nhưng lại khó tạo ra từ mô của con người, do đó nhiều người bị tai nạn liên quan đến tai sẽ phải sống chung với một chiếc tai có hình dạng không bình thường hoặc không có tai vĩnh viễn.

Vào cuối những năm 1990, các bác sĩ Charles Vacanti, Joseph Vacanti và Bob Langer muốn tạo ra các bộ phận cơ thể người trong phòng thí nghiệm. Họ đã thử nghiệm tạo ra "khung giàn có thể phân hủy sinh học", hoặc các cấu trúc có thể hòa tan bên trong một cơ thể. Một ngày nọ, Joseph Vacanti nghe đồng nghiệp của mình phàn nàn rằng thật khó để tạo ra đôi tai mới cho những bệnh nhân thiếu tai, vì đôi tai có hình dạng kỳ dị và phức tạp.

Thực tế trớ trêu đó đã thôi thúc việc khai sinh ra dự án “chuột-tai” vào những năm 1990, do Charles Vacanti, một chuyên gia về kỹ thuật mô và tế bào gốc, đứng đầu. Trong cùng năm đó, Charles Vacanti với sự giúp đỡ của anh trai là Joseph Vacanti (một chuyên gia về tái tạo mô) đã cố gắng nuôi cấy một mảnh sụn nhỏ của con người trên một khung giàn có thể phân hủy sinh học.

Các nhà khoa học quyết định làm một khung giàn có hình dạng giống tai người và đặt các tế bào sụn của một con bò lên đó. Sụn là một loại mô bán cứng, có trong tai, mũi và ngực của con người. Sau đó, các nhà khoa học đã lấy một dòng chuột bị suy giảm miễn dịch, nghĩa là hệ thống miễn dịch của nó không từ chối các tế bào bò ngoại lai. Họ gây mê con chuột, rạch một vết mổ và đặt hình tai dưới da của nó. Theo dự đoán, cơ thể chuột nuôi các tế bào sụn bò và khi khung giàn tan, trên con chuột chỉ còn lại hình dạng phần bên ngoài tai nhân tạo, không có màng nhĩ.

Thế giới đã vô cùng ngạc nhiên khi tất cả các hãng tin đều chia sẻ bức ảnh con chuột (còn được gọi là “Vacanti mouse” - chuột Vacanti, “earmouse”, hay “ear-mouse” - chuột-tai) mang trên mình một chiếc tai người. Một số người tỏ ra rất phấn khích; phần lớn sợ hãi; số khác lại bày tỏ sự phẫn nộ, quy kết khía cạnh đạo đức của những thí nghiệm như vậy. Một trào lưu phản đối dữ dội chống kỹ thuật di truyền bùng nổ ở thế giới phương Tây.

Điều mà thế giới hiểu lầm là họ nghĩ rằng thí nghiệm này liên quan đến kỹ thuật di truyền - DNA của con chuột đã được biến đổi gen để tạo ra tai người trên lưng của nó. Một phần nguyên nhân của thông tin sai lệch là do một số hãng tin đã sử dụng những từ khóa như vậy để quảng cáo bức ảnh trong khi họ không biết nhiều thông tin đằng sau cuộc thử nghiệm thực tế đã bắt đầu gần 10 năm trước khi có bức ảnh đó. Thực tế là không có công nghệ gen nào được sử dụng trong thí nghiệm này.

Trong thực tế, những gì đã xảy ra là khung giàn được làm từ một vật liệu tổng hợp gọi là axit polyglycolic thường được sử dụng trong các ca phẫu thuật thẩm mỹ. Các sợi của vật liệu này được đúc thành một lưới lỏng lẻo có hình dạng như một chiếc tai với 97% không khí, nó chừa lại nhiều không gian để các tế bào lấp đầy. Vật liệu này sẽ hòa tan thành carbon dioxide và nước khi mô bắt đầu phát triển trở lại ở khu vực bị ảnh hưởng.

Nếu các bác sĩ hoàn thiện kỹ thuật này ở chuột, và sau đó ở động vật lớn, có thể một ngày nào đó họ có thể giúp con người phát triển các bộ phận cơ thể còn thiếu. Nghe có vẻ đơn giản, nhưng quá trình này mất khoảng 8 năm cho đến khi nó sẵn sàng được đưa vào một sinh vật để phát triển. Việc gắn vào mô người sẽ không hiệu quả vì nó sẽ không tái tạo đủ nhanh trước khi sụn ban đầu tan biến. Một vấn đề khác là tất cả các hệ thống miễn dịch ở mọi sinh vật sẽ xác định sụn này là một vật thể lạ và sẽ cố gắng đào thải nó.

Một con chuột đặc biệt

Con chuột được sử dụng cho thí nghiệm này được họ gọi là “Chuột khỏa thân” vì không có lông. Điều đó là do một đột biến ngẫu nhiên mà loài này mắc phải, khiến chúng không có lông và không có hệ thống miễn dịch. Bộ lông không tạo ra nhiều khác biệt, nhưng việc thiếu hệ thống miễn dịch là điều khiến chú chuột này trở nên đặc biệt và hoàn hảo cho thí nghiệm. Không có hệ thống miễn dịch để chống lại vật thể lạ, sụn đúc có thể chứa đầy các tế bào cho đến khi nó phát triển hoàn toàn thành chiếc tai.

Không cần yêu cầu đặc biệt cho các tế bào của con người, miễn là các tế bào đó khỏe mạnh và phát triển đủ nhanh. Bộ đệm tai tổng hợp được tạo ra để tái tạo tai của một đứa trẻ 3 tuổi. Tai này sau khi được cấy ghép sẽ phát triển hơn nữa khi đứa trẻ lớn lên. Sụn tai tổng hợp đã được phẫu thuật đặt vào lưng con chuột và giữ ở đó trong 12 tuần cho đến khi khung giàn được các tế bào sống lấp đầy.

Tai giống đến 90% với tai người tự nhiên, đây là điều rất đáng ngạc nhiên khi biết thí nghiệm này không liên quan đến bất kỳ kỹ thuật di truyền nào với DNA của con người. Khi bài báo do anh em nhà Vincent viết vào năm 1997 (bao gồm cả hình ảnh), thế giới đã hoảng sợ vì những lý do sai trái và người ta không đọc bài báo để hiểu quy trình đã được thực hiện như thế nào. Chiếc tai sau đó đã được cấy ghép thành công cho một đứa trẻ.

Bất chấp những hiểu lầm, thành công đã chứng tỏ những khả năng của y học và khoa học nói chung trên thế giới. Mọi người hiểu rằng, tương lai sẽ vượt qua các bộ phim khoa học viễn tưởng và đã được chứng minh hiện nay với các mẫu tai in 3D và với một loại vật liệu được tạo ra bằng cách sử dụng tế bào của con người. Chú chuột Vacanti không chỉ đơn giản là một bài tập giúp các nhà khoa học hiểu cách phát triển các bộ phận cơ thể ở người, sử dụng tế bào da và sụn.

Tháng 1/2018, các bác sĩ ở Trung Quốc và Nhật Bản đã công bố một công trình nghiên cứu, theo đó, năm 2015, họ đã tuyển chọn những đứa trẻ có một bên tai dị tật. Các nhà khoa học đã quét tai bình thường của chúng, đảo ngược hình dạng bằng máy tính và in 3D một khung giàn phân hủy sinh học. Sau đó, thêm các tế bào sụn từ bệnh nhân và đặt các khung giàn dưới da. Kết quả là các trường hợp dị tật 1 bên tai hiện có 2 tai gần như bình thường.

Nếu không có con chuột-tai thí nghiệm kể trên, những tiến bộ y học dạng này có lẽ đã không bao giờ xảy ra. Ngày hôm nay, việc “cấy” tai người đã thành công, điều gì đang chờ đợi chúng ta trong 20 năm và lâu hơn nữa?