Các van tim do phòng thử nghiệm tạo ra có thể phát triển trong cơ thể người nhận

19/03/2021, 14:50

TNNN - Khám phá đột phá trong phòng thử nghiệm có thể làm giảm nhiều ca phẫu thuật thay van tim ở trẻ em .

Một nghiên cứu mới mang tính đột phá do các nhà nghiên cứu của Viện Đại học Minnesota Thành phố Twin dẫn dắt, các nhà nghiên cứu từ Trường Cao đẳng Khoa học, Kỹ thuật và Trường Y tiến hành cho thấy lần đầu tiên van tim do phòng thử nghiệm tạo ra được cấy ghép trên cừu non trong một năm có khả năng phát triển trong cơ thể con cừu này.

Đồng thời cho thấy các van này giảm vôi hóa và cải thiện chức năng lưu thông máu so với các van đang sử dụng có nguồn gốc từ động vật khi thử nghiệm trong cùng một mô hình cừu đang phát triển. Nếu được xác nhận ở người, loại van tim mới này có thể giảm nhu cầu phẫu thuật thay van lặp lại ở hàng nghìn trẻ em sinh ra mỗi năm bị dị tật tim bẩm sinh. Các van này cũng có thể được lưu trữ trong ít nhất sáu tháng, có nghĩa là có thể cung cấp cho bác sĩ phẫu thuật một lựa chọn "có sẵn" để điều trị.

Nghiên cứu được công bố ngày 17 tháng 3 trên Tạp chí Y khoa Liên ngành của Hiệp hội vì sự tiến bộ của khoa học Hoa Kỳ (AAAS). Đã được cấp bằng sáng chế quy trình chế tạo và cấp phép van cho công ty khởi nghiệp Vascudyne, Inc. thuộc Viện Đại học Minnesota (Stillwater, MN.).

Robert Tranquillo, nhà nghiên cứu chính và là giáo sư tại Khoa Kỹ thuật Y sinh, Khoa Kỹ thuật Hóa học và Khoa học Vật liệu thuộc Viện Đại học Minnesota cho biết: “Đây là một bước tiến lớn trong nghiên cứu tim ở trẻ em. "Là minh chứng đầu tiên cho thấy cấy ghép một chiếc van vào một mô hình động vật lớn, trong trường hợp của chúng tôi là một con cừu non, có thể phát triển cùng con vật này đến tuổi trưởng thành, điều này khiến chúng tôi tiến xa hơn nhiều trong việc thử nghiệm lâm sàng ở trẻ em sau này. Chúng tôi rất vui mừng và lạc quan về khả năng này thực sự sẽ trở thành hiện thực trong những năm tới".

Hiện tại, các nhà nghiên cứu vẫn chưa thể phát triển loại van tim có thể phát triển và duy trì chức năng cho bệnh nhi. Các lựa chọn duy nhất được chấp nhận cho những đứa trẻ bị dị tật tim này là van làm từ các mô động vật đã qua xử lý hóa chất thường bị rối loạn chức năng do vôi hóa và cần thay thế vì chúng không phát triển cùng với đứa trẻ. Những đứa trẻ này thường sẽ phải chịu đựng đến 5 (hoặc hơn) ca phẫu thuật tim hở cho đến khi một van cơ học được cấy ghép khi trưởng thành. Điều này đòi hỏi những đứa trẻ này phải dùng thuốc làm loãng máu trong suốt phần đời còn lại của chúng.

Trong nghiên cứu này, Tranquillo và các đồng nghiệp của ông đã sử dụng kết hợp giữa kỹ thuật mô và y học tái tạo để tạo ra các van tim đang phát triển. Trong khoảng thời gian 8 tuần, họ đã sử dụng một kỹ thuật mô chuyên biệt mà họ đã phát triển trước đây để tạo ra các ống giống như mạch trong phòng thử nghiệm từ tế bào da của một người hiến tặng sau sinh. Để phát triển các ống này, các nhà nghiên cứu đã kết hợp các tế bào da cừu hiến tặng trong một vật liệu giống gelatin, được gọi là fibrin, ở dạng ống và sau đó cung cấp các chất dinh dưỡng cần thiết cho sự phát triển của tế bào bằng cách sử dụng một nồi phản ứng sinh học.

Sau đó, các nhà nghiên cứu sử dụng chất tẩy rửa đặc biệt để rửa sạch tất cả các tế bào cừu khỏi các ống giống mô, để lại một chất nền không chứa tế bào, khi cấy ghép không gây ra phản ứng miễn dịch. Điều này có nghĩa là có thể lưu trữ các ống này và cấy ghép mà không yêu cầu sự phát triển tùy chỉnh bằng cách sử dụng các tế bào của cừu nhận.

Bước tiếp theo là nối chính xác 3 trong số các ống này (đường kính khoảng 16 mm) cùng với nhau thành một vòng kín. Sau đó, các nhà nghiên cứu đã cắt tỉa chúng một chút để tạo ra các lá chét nhằm tái tạo cấu trúc tương tự như van tim có đường kính khoảng 19 mm.

Tranquillo nói: “Sau những bước đầu tiên này, nó trông giống như một van tim, nhưng câu hỏi đặt ra là liệu nó có thể hoạt động như một van tim hay không và liệu nó có thể phát triển hay không. "Phát hiện của chúng tôi đã xác nhận cả hai câu hỏi này" Cấy thế hệ thứ 2 của van ba ống này vào động mạch phổi của ba con cừu non.

Sau 52 tuần, van tái tạo khi ma trận của nó trở thành nơi chứa các tế bào từ cừu con và đường kính tăng từ 19 mm lên thành van bình thường về mặt sinh lý khoảng 25 mm. Các nhà nghiên cứu cũng thấy chiều dài của các lá van tăng từ 17 đến 34% khi đo được từ hình ảnh siêu âm. Ngoài ra, các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng các van ba ống hoạt động tốt hơn các van có nguồn gốc từ động vật hiện tại mà hầu như không có hiện tượng vôi hóa hoặc đông máu như các van khác sau khi được cấy vào cừu con cùng tuổi.

"Chúng tôi biết từ các nghiên cứu trước đây rằng thiết kế các ống có khả năng tái tạo và phát triển trong mô hình cừu đang phát triển, nhưng thách thức lớn nhất là làm sao để duy trì chức năng leaflet trong một ống dẫn có van đang phát triển trải qua 40 triệu chu trình trong một năm", Zeeshan Syedain, trưởng nhóm nghiên cứu và là cộng sự nghiên cứu chính tại phòng thử nghiệm của Tranquillo thuộc Viện Đại học Minnesota. "Khi chúng tôi thấy các van hoạt động tốt ra sao trong suốt một năm từ cừu non đến cừu trưởng thành, chúng tôi rất phấn khích".

Tranquillo cho biết các bước tiếp theo là cấy van ba ống trực tiếp vào tâm thất phải của tim để mô phỏng quá trình sửa chữa phẫu thuật phổ biến nhất và tiếp theo yêu cầu Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) phê duyệt cho các thử nghiệm lâm sàng trên người sau vài năm nữa.

Tranquillo nói: “Nếu một ngày nào đó chúng ta có thể cung cấp những chiếc van này cho trẻ em, nó sẽ có tác động lớn đến những đứa trẻ bị dị tật tim và gia đình của chúng, những người phải đối mặt với khó khăn lớn của nhiều ca phẫu thuật,” Tranquillo nói thêm: "Chúng tôi có khả năng giảm 05 ca phẫu thuật mà những đứa trẻ này sẽ phải chịu đựng xuống chỉ còn 01 ca".

Viện Đại học Minnesota

Tố Quyên dịch

Nguồn: Lab Manager- Hoa Kỳ