Tiến sĩ Kojji Eto và nhóm tại Đại học Kyoto thuộc Trung tâm Nghiên cứu và Ứng dụng Tế bào IPS tiến hành nghiên cứu, mục đích đánh giá an toàn và hiệu quả của tiểu cầu được sáng chế từ tế bào gốc đặc biệt trong phòng thí nghiệm. Nhiều thử nghiệm lớn hơn tiếp tục và máu nhân tạo sẽ được ứng dụng rộng rãi, khi sáng chế này thành công.
Một bệnh nhân được giấu kín tên và giới tính, đang tham gia thí nghiệm chuyển hóa máu của mình thành một thuốc điều trị. Bệnh nhân này mắc thiếu máu bất sản, căn bệnh ngăn sản xuất các tế bào máu trong đó có tiểu cầu, loại tế bào giúp đông máu. Không chỉ vậy, lượng tiểu cầu của người này luôn ở ngưỡng thấp dù được truyền tiểu cầu.
Khoa học đã phát triển “bản sao” cho hầu hết các bộ phận cơ thể, từ chi giả đến trồng răng chất liệu titan. Ngày nay, nhờ những bước tiến trong nghiên cứu tế bào gốc cùng nguồn đầu tư, các nhà khoa học đang đến gần hơn với chất thay thế máu.
Máu nhân tạo có thể bổ sung vào ngân hàng máu, giúp giảm nguy cơ khan hiếm trong dịch bệnh như tình trạng nước Mỹ hồi tháng 3. Đây cũng là nguồn cứu mạng sống bệnh nhân rối loạn máu không nhận máu hiến. Hơn thế nữa, có thể đảm bảo chất lượng, kiểm soát virus và mầm bệnh, điều mà chế phẩm máu người hiến không thể làm được, theo các nhà nghiên cứu.
Nguồn máu hiện phụ thuộc người hiến, được sử dụng trong ca mổ, chăm sóc ung thư hoặc chấn thương. Chúng cần được bổ sung liên tục, bởi tế bào hồng cầu có thể trữ trong 42 ngày, trong khi tiểu cầu chỉ tồn tại khoảng 5 ngày.
Covid-19 và giãn cách xã hội đã làm tình trạng thiếu máu trầm trọng hơn. Theo Hội Chữ thập Đỏ Mỹ, khoảng 46.000 hoạt động hiến máu bị hủy hồi tháng 3, do lệnh giãn cách xã hội, dẫn đến kiệt quệ nguồn máu.
Các ca phẫu thuật không cấp bách bị trì hoãn, bệnh viện cũng buộc phải ngừng để dự trữ máu, Chris Hrouda, chủ tịch Dịch vụ Y sinh tại Hội Chữ thập đỏ Mỹ cho biết. “Việc phân phối máu đến các bệnh viện gặp nhiều khó khăn”, ông Chris nói.
Những nước nghèo còn gặp nhiều trắc trở hơn. Theo Tổ chức Y tế Thế giới, lượng người hiến máu tại nước thu nhập thấp còn ít hơn 1/5 so với nước có thu nhập cao.
Một vài nhóm tôn giáo, ví dụ Jehovah, không chấp nhận truyền máu hiến bởi đức tin. Chất thay thế máu có thể giải quyết trường hợp này.
Một người hiến huyết tương tại ngân hàng máu Sanquin ở Amsterdam, Hà Lan, hôm 19/5. Ảnh: Reuters
Thử nghiệm tế bào gốc bùng nổ
Qua nhiều thập kỷ, các nhà khoa học kiểm tra mọi thứ, từ dịch sữa đến bột máu đông khô. Một cuộc cách mạng nổ ra năm 2006, với khám phá tế bào IPS. Tiến sĩ Shinya Yamanaka, tác giả nghiên cứu, đã khám phá 4 gene, khi đưa chúng vào bên trong tế bào trưởng thành không phôi sẽ chuyển thành loại tế bào gốc đặc biệt IPS. Tế bào IPS chuyển thành hầu hết các tế bào trong cơ thể, bao gồm hồng cầu và tiểu cầu, sau đó nhân lên. Phương pháp này là chìa khóa để nghiên cứu phát triển máu nhân tạo, có khả năng sản xuất ngân hàng tế bào và mở rộng quy mô sản xuất máu trong phòng thí nghiệm.
“Công nghệ đã được trao giải Nobel, tạo nền móng cho bước phát triển sau này, giống như thiết kế động cơ ôtô bằng điện sau nhiều thập kỷ dùng gas để vận hành”, tiến sĩ Cedric Ghevaert, nhà huyết học từ Đại học Cambridge, cho biết.
Các nhà nghiên cứu tin rằng máu được sản sinh từ tế bào gốc pluripotent, hay còn gọi là tế bào IPS, có thể giải quyết những khó khăn trên. Máu nhân tạo không có mầm bệnh, và phù hợp với mọi bệnh nhân.
Nghiên cứu của tiến sĩ Kojji Eto, bắt đầu từ tháng 3/2019 và dự kiến kết thúc vào đầu năm 2021. Nhóm sử dụng máu phát triển từ chính tế bào gốc của bệnh nhân, do đó cơ thể sẽ chấp nhận nguồn máu này.
Megakaryon, công ty Nhật Bản tạo ra những sản phẩm máu từ tế bào gốc, do tiến sĩ Eto cố vấn chuyên môn, bắt tay vào thử nghiệm lâm sàng điều trị bệnh nhân có tiểu cầu thấp vào năm 2021.
Tiến sĩ Cedric Ghevaert cũng chủ nhiệm một nghiên cứu phát triển tế bào hồng cầu trong phòng thí nghiệm, được Dịch vụ Y tế Quốc gia Mỹ tài trợ. Hồng cầu là một thành phần máu có nhiệm vụ vận chuyển oxy trong cơ thể. Sản phẩm này đã thử nghiệm trên 20 người khỏe mạnh, và tạm trì hoãn từ hồi tháng 3 do dịch bệnh. Các nhà nghiên cứu hy vọng chứng minh những tế bào hồng cầu sinh ra từ tế bào gốc sẽ tồn tại lâu hơn tế bào hồng cầu tự nhiên.
Công ty PlateletBio có trụ sở tại Massachusetts, nhận hợp đồng từ Nghiên cứu Nâng cao và Phát triển Y sinh (BARDA), một bộ phận của Bộ Y tế và Dịch vụ nhân sinh Mỹ. Hợp đồng trị giá 56 triệu USD đầu tư phát triển tế bào có chức năng như tiểu cầu cho những nạn nhân bị ảnh hưởng từ hạt nhân hoặc phóng xạ. “Hy vọng thử nghiệm sẽ kết thúc vào năm 2021”, CEO công ty - tiến sĩ Sam Rasty cho biết.
Liệu pháp tế bào “bắt đầu bùng nổ vài năm qua”, tiến sĩ Rasty nói, “các nhà đầu tư đặc biệt quan tâm những nhu cầu y tế chưa được đáp ứng”.
Tiến sĩ George Daley, hiệu trưởng trường Đại học Y Harvard, nhận thấy người dân quan tâm về an toàn nguồn máu trong đại dịch HIV/AIDS. Sự bùng phát các virus như Zika, Ebola và Covd-19 cho thấy nhu cầu cao về nguồn máu sạch. Tiến sĩ Daley cho biết: “Bệnh truyền nhiễm mới luôn là vấn đề lo âu, nâng thêm giá trị và tầm quan trọng kiểm soát quy trình tạo các thành phần máu”.
Nhà máy sản xuất máu trong tương lai
Chi phí chế tạo máu trong phòng thí nghiệm rất đắt đỏ. Chi phí sản xuất một túi tiểu cầu có thể lên đến một triệu USD. Các bệnh viện hiện chi 500 USD cho một túi tiểu cầu, theo khảo sát thu thập và sử dụng máu quốc gia của Mỹ năm 2017.
Các phòng thí nghiệm được đầu tư công nghệ, như tiến sĩ Eto đã chi hàng chục nghìn USD cho những túi tiểu cầu. Một lần truyền tiểu cẩu có thể cần nhiều hơn một túi, theo tiến sĩ Leslie Silberstein, Giám đốc khoa y học truyền máu tại Bệnh viên Nhi Boston.
Các nhà khoa học cho biết, một ngày nào đó, khi có đủ kinh phí, hệ thống các nhà máy sản xuất máu có thể hỗ trợ quốc gia trong các trường hợp khẩn cấp, tuy rằng nguồn hiến tặng máu vẫn giữa vai trò chính.
Tiến sĩ Ghevaert hình dung một tập hợp các nhà máy máu, với các thùng khuấy lớn, tủ đông lạnh bảo quản lúc vận chuyển, và các nhà máy chế biến tiếp nối sẽ sản xuất tiểu cầu. Các sản phẩm máu được vận chuyển bằng xe tải hoặc máy bay đến các khu vực cần, chẳng hạn như một thành phố đang chịu thiên tai. Ghevaert nghĩ rằng mọi người sẽ đều biết đến nó giống như “Charlie và nhà máy sản xuất chocolate”.
