Công nghệ in sinh học hứa hẹn điều trị Covid-19

Nhóm của tiến sĩ Anthony Atala, giám đốc Viện Y học Tái sinh Wake Forest, đang sử dụng phương pháp này với tham vọng lớn hơn: tạo ra những bản sao siêu nhỏ nội tạng của người với kích cỡ bằng đầu kim để thử nghiệm các loại thuốc điều trị Covid-19.

Tiến sĩ Anthony Atala, giám đốc của Viện Y học Tái sinh Wake Forest. Ảnh: NY Times

Các chuyên gia đang "chế tạo" phổi và đại tràng, hai cơ quan ảnh hưởng nhiều nhất bởi nCoV và gửi đến phòng lab an toàn sinh học tại đại học George Mason để kiểm tra. Ban đầu chỉ là những phiên bản thu nhỏ của các nội tạng, nhưng khi đại dịch càng lan rộng, nhóm bắt đầu in hàng loạt để đáp ứng yêu cầu thực tế.

Công nghệ này trước đây đã được sử dụng để nghiên cứu virus Zika và kiểm tra tính hiệu quả của các loại kháng sinh. Tiến sĩ Atala cho biết phòng lab của ông có thể in hàng ngàn tiêu bản một giờ.Quá trình "chế tạo" mô người như trên là một phần công nghệ in sinh học. Để ứng dụng nó lên người còn cần nhiều năm nữa, nhưng các nhà khoa học đã và đang sử dụng nó để thử nghiệm nhiều loại thuốc. Trong tương lai, họ mong đợi có thể tạo ra da và các cơ quan có kích cỡ đầy đủ, phục vụ cho mục đích thay tạng.

Các nhà nghiên cứu đã đạt nhiều bước tiến trong việc in da người, với mục đích dùng cho các ca bỏng hoặc chữa trị vết thương lâu lành do tiểu đường, thử nghiệm các loại mỹ phẩm mà không làm hại động vật hay chính con người.

Công nghệ in sinh học trong phân tích dược phẩm không chỉ được sử dụng cho Covid-19 mà còn để nghiên cứu phương pháp điều trị ung thư và nhiều bệnh lý khác. Tiến sĩ Atala cho biết các organoid giúp loại bỏ các yếu tố gây nhiễu liên quan tới quá trình trao đổi chất của từng người.

Theo tiến sĩ Atala, các cơ quan nội tạng thu nhỏ được "in" bằng "mực sinh học", lên một tấm "khung" có vai trò như giá đỡ, cung cấp dưỡng chất cho các tế bào.

Phần quan trọng không kém là tạo ra các mạch máu. Việc có một mạng lưới cung cấp máu là vô cùng quan trọng. Nếu thiếu đi chúng, những lớp da được in thành công cũng sẽ dần phân hủy.

Các nhà khoa học của Đại học Yale và Viện nghiên cứu Rensselaer Polytechnic đã phối hợp để tạo ra ba lớp da người đầy đủ với hệ thống mạch máu quan trọng bằng việc tích hợp các tế bào nội mô với tế bào ngoại mạch vào khối da được in.Mặc dù vẫn còn rất nhiều điều cần cải thiện, các nhà nghiên cứu mong đợi việc kết hợp được da và hệ thống mạch máu sẽ là bước đệm cho quá trình cấy ghép trực tiếp lên người trong tương lai. Giáo sư Pankaj Karande, Viện nghiên cứu Rensselaer Polytechnic, cho hay ông mong muốn sẽ tái tạo được toàn bộ chức năng của làn da lên phiên bản in sinh học. Bằng việc sử dụng chính tế bào của người bệnh để in, nguy cơ thải ghép sẽ được giảm thiểu tối đa.

Công nghệ in sinh học có ý nghĩa quan trọng với việc đẩy nhanh quá trình thử nghiệm các phương pháp điều trị Covid-19 hiện tại. Các loại thuốc đang được nghiên cứu như remdesivir, favipiravir, tocilizumab, acalabrutinib hay corticosteroids sẽ cần các thử nghiệm diện rộng, rất nhiều số liệu thu thập để chứng minh cho tính hiệu quả và an toàn. Điều này sẽ trở nên khả thi hơn với công nghệ in sinh học, khi các nhà nghiên cứu thử nghiệm trực tiếp lên mô và các cơ quan thu nhỏ mà không bị hạn chế bởi vấn đề về y đức hay nguồn tế bào, mô của người bệnh, thúc đẩy việc ra đời phác đồ điều trị Covid-19 tối ưu.