Nuôi thành công mô hình tim người thu nhỏ

Theo cập nhật mới nhất, các chuyên gia nghiên cứu của Đại học bang Michigan (Mỹ) đã lần đầu tiên tạo ra một mô hình tim người thu nhỏ trong phòng thí nghiệm. Đáng chú ý là mô hình này có đầy đủ chức năng của một trái tim với tất cả các loại tế bào chính cùng cấu trúc các khoang và mô mạch máu.

Về cơ bản, mô hình tim thu nhỏ này được các nhà khoa học dày dạn kinh nghiệm tạo ra từ một khung tế bào gốc và “nuôi” tương tự như môi trường phát triển của phôi và thai nhi. Theo Aitor Aguirre - thành viên của nhóm nghiên cứu đặc biệt này - mô hình tim thu nhỏ được hình thành từ các mô 3D (organoids) nuôi từ tế bào gốc có khả năng tự lắp ráp để tổng hợp lại các đặc tính và cấu trúc của một cơ quan trong cơ thể con người. Đương nhiên, mô hình tim thu nhỏ có thể hoạt động của nhóm nghiên cứu cần dùng đến tế bào gốc đa năng từ người trưởng thành và đã được sự đồng ý từ chủ nhân nên hoàn toàn không có các mối lo ngại về đạo đức.

Hình ảnh mô hình tim thu nhỏ có thể hoạt động sau một tuần của nhóm nghiên cứu thuộc Đại học bang Michigan (ảnh cắt từ clip bên dưới)

Cũng theo Aguirre, quá trình này “nuôi” mô hình tim người thu nhỏ của nhóm cho phép các tế bào gốc về cơ bản phát triển như trong phôi thai thành các loại tế bào và cấu trúc khác nhau có trong tim. Chính vì các mô 3D tuân theo quá trình phát triển tự nhiên của phôi thai tim, các nhà nghiên cứu đã có cơ hội nghiên cứu sự phát triển tự nhiên của tim thai thực sự theo thời gian thực.

Được biết, một trong những vấn đề chính trong nghiên cứu về sự phát triển tim thai và các dị tật tim bẩm sinh phải đối mặt là khả năng tiếp cận với một trái tim đang phát triển. Các nhà nghiên cứu trước đây chỉ được giới hạn trong việc sử dụng các mô hình động vật có vú, hài cốt bào thai hiến tặng và nghiên cứu tế bào trong ống nghiệm để xác định chức năng và sự phát triển. 

Tuy nhiên, giờ đây với mô hình tim thu nhỏ này, Aitor Aguirre nhấn mạnh nhóm đã có một mô hình con người chính xác để nghiên cứu mà không cần sử dụng vật liệu bào thai hoặc vi phạm các nguyên tắc đạo đức. Cũng từ mô hình tim thu nhỏ này, các nhà khoa học sẽ có được cái nhìn chưa từng có về cách tim thai phát triển.

Aguirre cho biết thêm rằng, phòng thí nghiệm của nhóm cũng đang sử dụng các organoids tim để làm mô hình bệnh tim dị tật bẩm sinh (vốn phổ biến nhất ở người và ảnh hưởng đến gần 1% dân số trẻ sơ sinh) để tìm cách ngăn chặn ngay từ đầu. Tuy vậy, mô hình tim thu nhỏ hình thành từ các mô 3D của nhóm thực sự rất phức tạp và phải rất lâu mới trở nên hoàn hảo như một trái tim của người trưởng thành. Theo giới quan sát, nghiên cứu này có thể mang đến khả năng chưa từng có trong việc nghiên cứu nhiều bệnh liên quan đến tim mạch khác từ độc tính trên tim do hóa trị liệu, đến ảnh hưởng của bệnh tiểu đường khi mang thai và trên tim thai đang phát triển.