Hotline 247
04 6662 6362
 
Hà Nội
0968 378 899
 
Hồ Chí Minh
01289 777 888

Buồng trứng được tạo ra từ công nghệ in 3D có khả năng sinh ra con khỏe mạnh

BioMedia

Gần đây Trường Y khoa Feinberg và Trường Kỹ thuật McCormick, Đại học Northesterm đã công bố thiết kế thành công buồng trứng sinh học theo đúng chu kỳ rụng trứng tự nhiên.

Bằng cách loại bỏ buồng trứng của chuột cái và thay thế bằng buồng trứng sinh học, chuột cái không những rụng được trứng mà còn có thể sinh ra những con chuột khỏe mạnh và những con chuột mẹ vẫn có thể nuôi con của chúng.

Buồng trứng sinh học này được xây dựng bằng bộ khung in 3D, có thể chứa những các trứng chưa trưởng thành, thúc đẩy sản xuất hormone và phục hồi khả năng sinh sản ở chuột.

Teresa K. Woodruff, giám đốc Viện nghiên cứu sức khoẻ phụ nữ ở Feinberg, cho biết: "Kết quả nghiên cứu cho thấy, buồng trứng sinh học có chức năng lâu dài và bền. Sử dụng công nghệ sinh học, thay vì cấy ghép từ một xác chết, để tạo ra cấu trúc cơ quan có chức năng và phục hồi sức khoẻ của mô là thành công của công nghệ sinh học cho y học tái tạo."

Công trình được đăng trên tạp chí Nature Communications ngày 16/5 vừa qua.

Nghiên cứu này khác với các cấu trúc in 3D khác như thế nào?

“Vật liệu làm bộ khung trong nghiên cứu này không giống như bất kỳ loại vật liệu làm bộ khung hay mực in nào hiện có”, Ramille Shah, một kỹ sư tại McCormick và là một chuyên gia trong lĩnh vực khoa học vật liệu cho biết.

Vật liệu được sử dụng trong nghiên cứu là gelatin, một loại hydrogen* sinh học thu được khi phân hủy collagen. Đây là loại vật liệu an toàn khi sử dụng ở người. Các nhà khoa học biết rằng, bất cứ loại vật liệu hữu cơ nào họ tạo ra đều phải đáp ứng hai tiêu chí, một là đủ cứng để có thể xử lý được trong quá trình phẫu thuật, hai là phải đủ xốp để có thể tương tác tự nhiên với các mô của chuột thí nghiệm.

“Hầu hết hydrogel không có độ bền cao vì chúng chủ yếu là nước nên thường tự sụp đổ và mất cấu trúc, nhưng chúng tôi đã tìm ra được nhiệt độ cho phép gelatin bền, có khả năng xây dựng được nhiều lớp. Hiện nay chưa có nghiên cứu nào công bố việc có thể in gelatin 3 chiều với hình dạng xác định và độ bền cao”, Shah nói.

Mục tiêu tiếp theo của nghiên cứu là buồng trứng sinh học này có thể chứa nang trứng - tổ chức các tế bào hỗ trợ sản sinh ra hormone xung quanh tế bào trứng chưa trưởng thành, và tồn tại trong buồng trứng.

Shah nói: "Đây là nghiên cứu đầu tiên chứng minh rằng cấu trúc bộ khung tạo ra sự khác biệt trong sự sống còn của nang trứng. Chúng tôi sẽ không thể làm điều đó nếu chúng tôi không sử dụng máy in 3D".

Nghiên cứu này tác động đến con người như thế nào?

Mục tiêu chính của các nhà khoa học trong việc phát triển buồng trứng sinh học là giúp những người phụ nữ đã trải qua các liệu pháp điều trị ung thư hoặc sống sót sau căn bệnh ung thư từ nhỏ, những người gặp các vấn đề về vô sinh hay các bé gái gặp các vấn đề phát triển do hormone, có thể phục hồi khả năng sinh sản và tạo ra hormone.

Monica Laronda, đồng tác giả của nghiên cứu này cho biết: "Một vấn đề xảy ra với một số bệnh nhân ung thư là buồng trứng của họ hoạt động kém đi và do đó họ cần phải sử dụng liệu pháp thay thế hormone để kích thích chúng phát triển. Mục đích của khung 3D này là tái tạo cách thức buồng trứng hoạt động. Chúng tôi đã hình dung đến một bức tranh toàn cảnh về mọi giai đoạn của cuộc đời một người phụ nữ,  từ tuổi dậy thì, khi trưởng thành đến giai đoạn mãn kinh tự nhiên."

Ngoài ra, việc tạo ra thành công các mô cấy ghép 3D để thay thế các mô mềm phức tạp, có thể ảnh hưởng đáng kể đến công việc trong tương lai của dòng thuốc tái tạo mô mềm.

Vậy kỹ thuật in 3D sinh học là gì?

Viêc in cấu trúc buồng trứng 3 chiều cũng giống như một đứa trẻ chơi Lincoln Logs** , chúng có thể sắp xếp các thanh gỗ để tạo thành các cấu trúc khác nhau. Tùy thuộc vào khoảng cách giữa các bản ghi, có thể tạo ra cửa hoặc cửa sổ trong cấu trúc (cấu trúc mở).  

Rutz, hiện đang nghiên cứu sau tiến sỹ của đại học Quốc tế Whitaker tại École des Mines De Saint-Étienne ở Gardanne, Pháp, cho biết. "In ba chiều được thực hiện bằng cách sắp đặt các sợi filament. Khoảng cách giữa các sợi filament, góc tiến giữa các lớp được kiểm soát, nên kích thước lỗ và kích thước lỗ rỗng sẽ khác nhau"

Các cấu trúc khác nhau của bộ khung: Có nhiều loại cấu trúc bộ khung khác nhau được tạo ra từ gelatin. Credit: Northwestern University

Trong phòng thí nghiệm của Northwestern, các nhà nghiên cứu gọi những cấu trúc in 3D này là "bộ khung", và so sánh chúng với bộ khung tạm thời bao quanh một tòa nhà trong quá trình sửa chữa.

"Mỗi cơ quan đều có một bộ xương, chúng tôi đã biết bộ xương buồng trứng trông như thế nào, do vậy chúng tôi dùng nó làm mô hình cấy ghép buồng trứng sinh học", Woodruff, chuyên gia Khoa Sản phụ khoa và là thành viên của Trung tâm Ung thư Toàn diện Robert H. Lurie của Đại học Northwestern cho biết.

Trong quá trình xây dựng, sửa chữa một tòa nhà, bộ khung hỗ trợ chuyên trở các vật liệu cần thiết cho đến khi hoàn thành nó sẽ được dỡ bỏ. Những gì còn lại là một cấu trúc có khả năng tự đứng vững. Tương tự như vậy, "bộ khung" hay "bộ xương" được ghép vào buồng trứng của chuột cái và các lỗ  rỗng của nó sẽ chứa các nang trứng trưởng thành hoặc chưa trưởng thành. Bộ khung này hỗ trợ sự sống của các tế bào trứng chưa trưởng thành và các tế bào tạo ra hormone của chuột. Cấu trúc mở cũng cho phép các tế bào trứng trưởng thành và rụng trứng, cũng như các mạch máu tạo thành trong mô cấy giúp các hormone lưu thông trong máu chuột và kích hoạt việc cho sữa sau khi sinh.

Shah cho biết, sự cộng tác của nữ giới McCormick-Feinberg trong nghiên cứu này là "rất hiệu quả", và là động lực giúp nhóm các nhà khoa học nữ tìm ra giải pháp cho các vấn đề về sức khoẻ phụ nữ.

* Hydrogel là polyme với cấu trúc mạng lưới 3 chiều có khả năng hấp thu một lượng nước cũng như chất lỏng sinh học lớn gấp nhiều lần khối lượng của chính nó và trương trong các môi trường này mà vẫn duy trì được cấu trúc ban đầu - người dịch chú thích. 

** Một trò chơi của trẻ em Hoa Kỳ, là các bản ghi dạng thanh gỗ dùng để xếp nhà hoặc những thứ khác – người dịch chú thích.

Tài liệu tham khảo:

"3-D printed ovaries produce healthy offspring", Medicalxpress, May 16, 2017.

Lược dịch Nguyễn Thị Hoài

Biên tập Biomedia Việt Nam

Các bài viết cùng chủ đề

Buồng trứng được tạo ra từ công nghệ in 3D có khả năng sinh ra con khỏe mạnh

Gần đây Trường Y khoa Feinberg và Trường Kỹ thuật McCormick, Đại học Northesterm đã công bố thiết kế thành công buồng trứng sinh học...