Các nhà nghiên cứu đã tạo ra được các phôi chuột tổng hợp từ tế bào gốc, không cần đến tinh trùng, trứng và thậm chí cả tử cung. Các phôi này sau đó phát triển đến gần một nửa thời gian của quá trình mang thai của chuột. Tại thời điểm đó, phôi có tất cả tổ chức cơ quan phát triển, bao gồm tim thai đang đập. Công nghệ này cuối cùng có thể được sử dụng để nuôi cấy các cơ quan nội tạng.

Nghiên cứu mới này của các nhà nghiên cứu Viện Khoa học Weizmann ở Israel, được xây dựng dựa trên hai nhánh nghiên cứu trước đây của nhóm. Nhánh nghiên cứu đầu tiên liên quan đến việc lập trình lại các tế bào gốc về trạng thái “nguyên sơ tự nhiên” cho phép chúng biệt hóa thành tất cả các tế bào khác, bao gồm cả các tế bào gốc khác. Nhánh nghiên cứu khác tập trung vào việc phát triển một thiết bị có thể hỗ trợ phát triển phôi hiệu quả hơn ở bên ngoài tử cung.

Khi kết hợp hai kỹ thuật này lại với nhau, nhóm nghiên cứu đã phát triển được một số phôi chuột tổng hợp, có sự phát triển tiên tiến nhất cho đến nay. Họ bắt đầu với các tế bào gốc tự nhiên của chuột, đã được nuôi cấy trong đĩa Petri vài năm trước đó. Chúng được chia thành ba nhóm, giữ vai trò quan trọng trong sự phát triển của phôi.

Một nhóm sẽ chứa các tế bào phát triển thành cơ quan phôi thai. Hai nhóm còn lại được xử lý bằng các gen điều chỉnh mô ngoại phôi - một nhóm là nhau thai và nhóm còn lại là túi noãn hoàng. Ba nhóm tế bào này sau đó được pha trộn với nhau trong tử cung nhân tạo, được kiểm soát cẩn trọng áp suất và trao đổi oxy, và được lắc nhẹ các cốc xung quanh để mô phỏng dòng chất dinh dưỡng tự nhiên.

Khi xâm nhập vào bên trong, ba tế bào tụ lại với nhau tạo thành các tập hợp có khả năng phát triển thành các cấu trúc giống như phôi thai. Đúng như dự đoán, phần lớn đều thất bại ở giai đoạn này và chỉ 0,5% (50 trong số khoảng 10.000 cấu trúc) phát triển thành công.

Những cấu trúc may mắn phát triển thành công này cho thấy có sự hình thành các tế bào hình cầu, và cuối cùng là cấu trúc kéo dài giống như phôi thai tự nhiên, hoàn chỉnh với nhau thai và túi noãn hoàng. Nó phát triển được trong hơn tám ngày, tức là gần một nửa thời kỳ mang thai của chuột và tại thời điểm đó chúng đã hình thành được tất cả các cơ quan nội tạng ban đầu, bao gồm một tim thai đang đập, có sự lưu thông tế bào gốc trong máu, một bộ não có hình dạng tốt, một đường ruột và sự khởi đầu của cột sống.

Khi kiểm tra kỹ hơn, nhóm nghiên cứu nhận thấy rằng hình dạng cấu trúc bên trong và kiểu biểu hiện gen của những phôi tổng hợp này khớp với phôi tự nhiên đến 95%. Các cơ quan của chúng dường như cũng hoạt động bình thường.

Nhóm nghiên cứu nói rằng kỹ thuật này có thể giúp giảm nhu cầu thử nghiệm trên các động vật sống và cuối cùng có thể trở thành một nguồn mô và cơ quan cấy ghép dồi dào.

Giáo sư Jacob Hanna, trưởng nhóm nghiên cứu cho biết: “Phôi thai là “máy” hình thành các cơ quan nội tạng tốt nhất và là máy in sinh học 3D tốt nhất. Thay vì phải phát triển các quy trình khác nhau để phát triển được từng loại tế bào - ví dụ như thận hoặc gan - một ngày nào đó chúng ta có thể tạo ra một mô hình giống phôi tổng hợp và sau đó phân lập các tế bào chúng ta cần”.

Công trình nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Cell mới đây.

P.T.T (NASATI), theo https://newatlas.com/biology/synthetic-embryos-stem-cells/, 20/8/2022