Bạn có hình dung ra được tốc độ phát triển chóng mặt của lĩnh vực y sinh trong thời đại này hay không, đặc biệt là y học tái tạo? Vậy thì hãy chiêm ngưỡng những hình ảnh dưới đây, nó là một mô tim nhân tạo đang được các nhà khoa học phát triển trong phòng thí nghiệm.
Từng nhịp đập của mô tim này giống hệt như mô tim thật – khiến chúng ta vừa thấy hấp dẫn vừa phải sợ hãi.
Các nhà khoa học vừa nuôi được một mô cơ tim nhân tạo đập như thật.
Trong nghiên cứu của mình, các nhà khoa học đã nuôi những tế bào gốc và điều khiển cho chúng biến thành mô tâm nhĩ – hai buồng bên trên trái tim nhận máu từ phổi và tĩnh mạch để bơm vào tâm thất. Nó có thể đập, biểu hiện gen và phản ứng với thuốc theo đúng cách một tâm nhĩ thực sự thể hiện.
Điều này có nghĩa là mô nhân tạo này sẽ trở thành những mẫu vật vô giá trong việc phát triển và thử nghiệm thuốc để điều trị cho nhiều chứng bệnh tim liên quan, dễ hình dung nhất là chứng rung tâm nhĩ mà ngay cả Apple cũng đang quan tâm khi họ phát triển Apple Watch Series 4.
Nghiên cứu được các nhà khoa học người Đức thực hiện và đăng tải trên tạp chí Stem Cell Reports. Trong đó họ sử dụng các tế bào gốc vạn năng cảm ứng viết tắt là hiPCSs để tạo ra mô tim nhân tạo.
hiPCSs là các tế bào gốc có thể được tạo ra trực tiếp từ tế bào trưởng thành, mà không liên quan đến phôi thai, do đó không phạm vào các quy tắc đạo đức. Một đặc điểm tuyệt vời nữa là hiPCSs có thể tăng sinh vô hạn, cũng như phát triển thành mọi loại tế bào trong cơ thể.
Trong nghiên cứu này, các nhà khoa học đã huấn luyện hiPCSs để nó phát triển thành tế bào cơ tim gọi là cardiomyocytes. Nó có cấu trúc 3D,có thể co duỗi theo từng nhịp đập của trái tim, đáp ứng với các loại thuốc và xung điện.
Các nhà khoa học đã sử một chất chuyển hóa vitamin A được gọi là acid retinoic, để tái lập trình các tế bào thành một dạng phù hợp, giống như của tâm nhĩ.
"Đây là lần đầu tiên mô tim tâm nhĩ của con người được tạo ra trong phòng thí nghiệm từ nguồn hiPSC vô hạn", tác giả nghiên cứu Marta Lemme đến từ Trung tâm Y tế Đại học Hamburg-Eppendorf, Đức cho biết.
"Công trình này cực kỳ hữu ích với các phòng thí nghiệm và cả ngành dược phẩm. Bởi để thử nghiệm được các loại thuốc tiềm năng chúng ta cần có được một mô hình tâm nhĩ trong phòng thí nghiệm. Và bước đầu tiên là tạo ra được các tế bào giống như cơ tim tâm nhĩ của con người".
Đó là những gì mà nhóm nghiên cứu đã làm được. Họ thậm chí đã so sánh mô tim nhân tạo của mình với mô tim tâm nhĩ của các bệnh nhân trên thang đo chức năng, và xuống tới tận cấp độ phân tử.
Trong tương lai, các cơ tim nhân tạo này sẽ được sử dụng để nghiên cứu chứng rối loạn nhịp tim, hoặc nhịp tim không đều. Nó có nhiều dạng khác nhau, nhưng phổ biến nhất là chứng rung tâm nhĩ - khi nhịp tim không đều và đôi khi rất nhanh, tâm nhĩ có thể rung lên tới hơn 350 nhịp/phút ngay cả khi bạn nghỉ ngơi, so với mức thông thường chỉ trên dưới 100 nhịp.
Rung tâm nhĩ có thể khiến bạn chóng mặt, khó thở và mệt mỏi. Điều trị đòi hỏi dùng thuốc kiểm soát nhịp tim hoặc thậm chí phẫu thuật để loại bỏ một phần trái tim là nguyên nhân gây ra những nhịp đập bất thường.