Bui Nhat Minh
Intern Writer
Quy trình đầu tiên thuộc loại này có thể mở đường cho việc ghép thận lợn cho hơn 90.000 người Mỹ đang chờ đợi một ca phẫu thuật như vậy.
Ghi chú: Trong những tháng kể từ khi bài viết này lần đầu tiên được xuất bản trên tạp chí Popular Mechanics số tháng 3/tháng 4 , đã có một loạt các cập nhật mang tính đột phá trong lĩnh vực cấy ghép nội tạng. Vào ngày 7 tháng 1 năm 2022, các bác sĩ tại Trung tâm Y tế Đại học Maryland đã cấy ghép một trái tim từ một con lợn biến đổi gen cho một bệnh nhân 57 tuổi lần đầu tiên. Chỉ hai tuần sau, một nhóm bác sĩ tại Đại học Alabama ở Birmingham thông báo rằng họ đã thực hiện một ca ghép thận thành công khác , lần này là cấy ghép cả hai quả thận từ một con lợn biến đổi gen vào cơ thể của một bệnh nhân chết não.
Trong một thí nghiệm mang tính đột phá năm 2021, các bác sĩ phẫu thuật từ Langone Health của NYU đã kết nối một quả thận lợn biến đổi gen với mạch máu của một người hiến tặng nội tạng chết não đang được hỗ trợ sự sống. Nội tạng của lợn đã lọc chất thải từ máu của người phụ nữ và tạo ra nước tiểu, giống như thận của con người, trong toàn bộ thí nghiệm kéo dài 54 giờ. Quy trình đầu tiên thuộc loại này có thể biểu thị thận lợn là một lựa chọn cấy ghép cho hơn 90.000 người Mỹ đang chờ đợi một ca phẫu thuật như vậy.
Cấy ghép nội tạng rất khó khăn, vì hệ thống miễn dịch của chúng ta được lập trình để tiêu diệt bất cứ thứ gì mà nó không nhận ra là bản địa của cơ thể. Cấy ghép từ động vật sang người còn khó khăn hơn vì hầu hết các loài động vật có vú, bao gồm cả lợn, đều mang một gen cho phép cơ thể chúng tạo ra một loại đường có trong màng tế bào gọi là alpha-gal. Nhưng gen đó bị bất hoạt ở một số loài linh trưởng, bao gồm cả con người. Do đó, hệ thống miễn dịch của chúng ta coi alpha-gal là kẻ xâm nhập và sản xuất ra các kháng thể tự nhiên được thiết kế để tiêu diệt nó. Ở một số người, kháng thể alpha-gal gây ra phản ứng dị ứng sau khi họ ăn thịt và/hoặc các sản phẩm từ sữa (xem thanh bên). Đối với bệnh nhân ghép tạng, sự hiện diện của alpha-gal trong nội tạng được cấy ghép có thể kích hoạt phản ứng của hệ thống miễn dịch dẫn đến suy nội tạng.
Các nhà nghiên cứu thực hiện ca ghép tạng từ lợn sang người đã lường trước được khả năng đào thải, theo Robert Montgomery, MD, chủ nhiệm khoa phẫu thuật tại NYU Langone Health và giám đốc Viện cấy ghép NYU Langone. Montgomery và nhóm của ông đã kết nối các mạch máu của người phụ nữ với các mạch máu của thận lợn, kẹp chặt các mạch máu để ngăn máu chảy cho đến khi thận được đưa vào đúng vị trí. Montgomery cho biết: "Ngay trước khi chúng tôi mở kẹp, tôi đã nói với nhóm, 'Tôi không biết điều gì sẽ xảy ra… nhưng chúng ta sẽ học được một điều quan trọng'".
Khi nhóm nghiên cứu mở kẹp, máu của người phụ nữ chảy và lọc bình thường qua thận lợn. Cơ quan này hoạt động tốt vào cuối thí nghiệm như trong vài phút đầu tiên. "Tôi thực sự bị choáng ngợp", Montgomery nói.
Để bảo vệ thận và vật chủ khỏi bị đào thải trong quá trình cấy ghép, Montgomery và nhóm của ông đã chuyển sang Revivicor , một công ty công nghệ sinh học có trụ sở tại Virginia, chuyên sản xuất và nhân giống lợn "GalSafe", loài động vật được biến đổi gen mà không có gen cần thiết để tạo ra alpha-gal. Revivicor sử dụng một phương pháp gọi là tái tổ hợp tương đồng để tạo ra lợn, loại bỏ gen khỏi nhân của một tế bào không sinh sản và sau đó đưa nhân đã biến đổi đó vào một tế bào sinh sản của cái. Khi tế bào sinh sản phát triển thành phôi , các nhà nghiên cứu sẽ cấy nó vào một con lợn nái "giả mang thai", một con lợn đang trải qua những thay đổi về thể chất và hành vi của thai kỳ nhưng thực tế không phải là đang mang thai. Sau đó, con lợn nái sẽ sinh ra một con lợn bị thiếu gen alpha-gal và con lợn đó có thể phối giống với những con lợn GalSafe khác để tạo ra nhiều con lợn hơn mà không có gen alpha-gal.
Các bác sĩ phẫu thuật đã cấy ghép tuyến ức của lợn ngoài thận. Tuyến ức kiểm soát việc giải phóng các tế bào T trưởng thành, các tế bào của hệ thống miễn dịch chống lại các tác nhân xâm lược lạ trong cơ thể. Nó cũng xóa các tế bào T hoạt động không bình thường và tấn công các mô của chính cơ thể. Trong ca ghép tạng từ lợn sang người, tuyến ức lợn sẽ xóa các tế bào T của người nếu không sẽ tấn công các cơ quan của lợn được hiến tặng - trong trường hợp này là thận. Susan Quaggin, MD, bác sĩ chuyên khoa thận và giáo sư y khoa tại Đại học Northwestern cho biết, việc bao gồm tuyến ức là một phần bất thường của giao thức và không phải là tiêu chuẩn lâm sàng. Thông thường, các bác sĩ phẫu thuật sẽ dùng thuốc ức chế miễn dịch để ngăn hệ thống miễn dịch của người nhận nội tạng tấn công cơ quan mới. Bà cho biết, việc sử dụng tuyến ức thay thế là "thú vị và sáng tạo", nhưng phương pháp mới này có thể làm chậm quá trình phê duyệt của FDA đối với quy trình này nếu cần phải thử nghiệm thêm.
Bước tiếp theo sẽ là thử nghiệm khả năng sống của thận GalSafe ở người sống, Montgomery nói. Mặc dù quy trình này không chỉ ra thận sẽ hoạt động trong bao lâu ở người, nhưng nó cho thấy thận lợn sẽ không bị đào thải ngay lập tức, ông nói. "Tôi nghĩ rằng điều đó sẽ giúp tất cả chúng ta, những người tham gia vào lĩnh vực này, và các cơ quan quản lý [của chính phủ], tự tin hơn rằng mọi thứ sẽ ổn, và rằng chúng ta có thể thực hiện bước nhảy vọt này ngay bây giờ."
Công nghệ này khó có thể thay thế hoàn toàn thận người, nhưng Montgomery cho biết sau các thử nghiệm lâm sàng và nhiều hoạt động theo dõi, thận lợn biến đổi gen sẽ trở thành lựa chọn khả thi cho bệnh nhân ghép thận trong vòng 5 đến 10 năm tới. (popularmechanics)
Ghi chú: Trong những tháng kể từ khi bài viết này lần đầu tiên được xuất bản trên tạp chí Popular Mechanics số tháng 3/tháng 4 , đã có một loạt các cập nhật mang tính đột phá trong lĩnh vực cấy ghép nội tạng. Vào ngày 7 tháng 1 năm 2022, các bác sĩ tại Trung tâm Y tế Đại học Maryland đã cấy ghép một trái tim từ một con lợn biến đổi gen cho một bệnh nhân 57 tuổi lần đầu tiên. Chỉ hai tuần sau, một nhóm bác sĩ tại Đại học Alabama ở Birmingham thông báo rằng họ đã thực hiện một ca ghép thận thành công khác , lần này là cấy ghép cả hai quả thận từ một con lợn biến đổi gen vào cơ thể của một bệnh nhân chết não.
Trong một thí nghiệm mang tính đột phá năm 2021, các bác sĩ phẫu thuật từ Langone Health của NYU đã kết nối một quả thận lợn biến đổi gen với mạch máu của một người hiến tặng nội tạng chết não đang được hỗ trợ sự sống. Nội tạng của lợn đã lọc chất thải từ máu của người phụ nữ và tạo ra nước tiểu, giống như thận của con người, trong toàn bộ thí nghiệm kéo dài 54 giờ. Quy trình đầu tiên thuộc loại này có thể biểu thị thận lợn là một lựa chọn cấy ghép cho hơn 90.000 người Mỹ đang chờ đợi một ca phẫu thuật như vậy.
Cấy ghép nội tạng rất khó khăn, vì hệ thống miễn dịch của chúng ta được lập trình để tiêu diệt bất cứ thứ gì mà nó không nhận ra là bản địa của cơ thể. Cấy ghép từ động vật sang người còn khó khăn hơn vì hầu hết các loài động vật có vú, bao gồm cả lợn, đều mang một gen cho phép cơ thể chúng tạo ra một loại đường có trong màng tế bào gọi là alpha-gal. Nhưng gen đó bị bất hoạt ở một số loài linh trưởng, bao gồm cả con người. Do đó, hệ thống miễn dịch của chúng ta coi alpha-gal là kẻ xâm nhập và sản xuất ra các kháng thể tự nhiên được thiết kế để tiêu diệt nó. Ở một số người, kháng thể alpha-gal gây ra phản ứng dị ứng sau khi họ ăn thịt và/hoặc các sản phẩm từ sữa (xem thanh bên). Đối với bệnh nhân ghép tạng, sự hiện diện của alpha-gal trong nội tạng được cấy ghép có thể kích hoạt phản ứng của hệ thống miễn dịch dẫn đến suy nội tạng.
Các nhà nghiên cứu thực hiện ca ghép tạng từ lợn sang người đã lường trước được khả năng đào thải, theo Robert Montgomery, MD, chủ nhiệm khoa phẫu thuật tại NYU Langone Health và giám đốc Viện cấy ghép NYU Langone. Montgomery và nhóm của ông đã kết nối các mạch máu của người phụ nữ với các mạch máu của thận lợn, kẹp chặt các mạch máu để ngăn máu chảy cho đến khi thận được đưa vào đúng vị trí. Montgomery cho biết: "Ngay trước khi chúng tôi mở kẹp, tôi đã nói với nhóm, 'Tôi không biết điều gì sẽ xảy ra… nhưng chúng ta sẽ học được một điều quan trọng'".
Khi nhóm nghiên cứu mở kẹp, máu của người phụ nữ chảy và lọc bình thường qua thận lợn. Cơ quan này hoạt động tốt vào cuối thí nghiệm như trong vài phút đầu tiên. "Tôi thực sự bị choáng ngợp", Montgomery nói.
Để bảo vệ thận và vật chủ khỏi bị đào thải trong quá trình cấy ghép, Montgomery và nhóm của ông đã chuyển sang Revivicor , một công ty công nghệ sinh học có trụ sở tại Virginia, chuyên sản xuất và nhân giống lợn "GalSafe", loài động vật được biến đổi gen mà không có gen cần thiết để tạo ra alpha-gal. Revivicor sử dụng một phương pháp gọi là tái tổ hợp tương đồng để tạo ra lợn, loại bỏ gen khỏi nhân của một tế bào không sinh sản và sau đó đưa nhân đã biến đổi đó vào một tế bào sinh sản của cái. Khi tế bào sinh sản phát triển thành phôi , các nhà nghiên cứu sẽ cấy nó vào một con lợn nái "giả mang thai", một con lợn đang trải qua những thay đổi về thể chất và hành vi của thai kỳ nhưng thực tế không phải là đang mang thai. Sau đó, con lợn nái sẽ sinh ra một con lợn bị thiếu gen alpha-gal và con lợn đó có thể phối giống với những con lợn GalSafe khác để tạo ra nhiều con lợn hơn mà không có gen alpha-gal.
Các bác sĩ phẫu thuật đã cấy ghép tuyến ức của lợn ngoài thận. Tuyến ức kiểm soát việc giải phóng các tế bào T trưởng thành, các tế bào của hệ thống miễn dịch chống lại các tác nhân xâm lược lạ trong cơ thể. Nó cũng xóa các tế bào T hoạt động không bình thường và tấn công các mô của chính cơ thể. Trong ca ghép tạng từ lợn sang người, tuyến ức lợn sẽ xóa các tế bào T của người nếu không sẽ tấn công các cơ quan của lợn được hiến tặng - trong trường hợp này là thận. Susan Quaggin, MD, bác sĩ chuyên khoa thận và giáo sư y khoa tại Đại học Northwestern cho biết, việc bao gồm tuyến ức là một phần bất thường của giao thức và không phải là tiêu chuẩn lâm sàng. Thông thường, các bác sĩ phẫu thuật sẽ dùng thuốc ức chế miễn dịch để ngăn hệ thống miễn dịch của người nhận nội tạng tấn công cơ quan mới. Bà cho biết, việc sử dụng tuyến ức thay thế là "thú vị và sáng tạo", nhưng phương pháp mới này có thể làm chậm quá trình phê duyệt của FDA đối với quy trình này nếu cần phải thử nghiệm thêm.
Bước tiếp theo sẽ là thử nghiệm khả năng sống của thận GalSafe ở người sống, Montgomery nói. Mặc dù quy trình này không chỉ ra thận sẽ hoạt động trong bao lâu ở người, nhưng nó cho thấy thận lợn sẽ không bị đào thải ngay lập tức, ông nói. "Tôi nghĩ rằng điều đó sẽ giúp tất cả chúng ta, những người tham gia vào lĩnh vực này, và các cơ quan quản lý [của chính phủ], tự tin hơn rằng mọi thứ sẽ ổn, và rằng chúng ta có thể thực hiện bước nhảy vọt này ngay bây giờ."
Công nghệ này khó có thể thay thế hoàn toàn thận người, nhưng Montgomery cho biết sau các thử nghiệm lâm sàng và nhiều hoạt động theo dõi, thận lợn biến đổi gen sẽ trở thành lựa chọn khả thi cho bệnh nhân ghép thận trong vòng 5 đến 10 năm tới. (popularmechanics)
