Buồng trứng in 3D mang lại niềm hy vọng làm mẹ cho nhiều phụ nữ vô sinh

Các nhà khoa học đã in thành công buồng trứng 3D, sau khi được cấy ghép vào những chú chuột vô sinh chúng đã có những đứa con đầu tiên hoàn toàn khỏe mạnh. Đây được cho là một thành tựu đáng kinh ngạc của công nghệ sinh học, đem lại nhiều hy vọng cho phụ nữ vô sinh.

• Tìm ra công thức toán học xác định được cách tinh trùng đàn ông bơi như thế nào
• Có thể tạo ra được con người từ phòng thí nghiệm, không cần trứng và tinh trùng

Trong khoảng 5 năm nữa, một phiên bản buồng trứng sinh học được in 3D cho con người sẽ xuất hiện.

Những con chuột đầu tiên được sinh ra bởi chuột mẹ có buồng trứng in 3D.

"Chiếc chén thánh" của y học tái tạo

Trước đây, cấy ghép buồng trứng hiến tặng từ người khác là phương pháp được áp dụng khi buồng trứng của một người phụ nữ bị hỏng. Nhưng việc lựa chọn được nguồn hiến tặng phù hợp là điều cực kỳ khó khăn. Trường hợp tốt nhất là khi bệnh nhân có một người chị em sinh đôi nhưng không phải người phụ nữ hiếm muộn nào cũng may mắn như vậy.

Teresa K. Woodruff nhà khoa học sinh sản và đồng nghiệp của mình tại Đại học Northwestern đã tạo ra các buồng trứng nhân tạo bằng vật liệu sinh học và sử dụng máy in 3D để in ra được chúng, mở ra một hướng đi mới trong việc chữa trị vô sinh ở phụ nữ.

Trong tương lai, các cơ quan trong cơ thể người in 3D sẽ được sử dụng.

Nhóm nghiên cứu đã phải nghiên cứu rất kỹ cấu trúc của buồng trứng thật để có thể xây dựng được buồng trứng sinh học.

Họ đã phải sử dụng hóa chất để loại bỏ hoàn toàn các nang, mạch máu và mô của một buồng trứng thật từ người hiến tặng để thu được một cấu trúc thượng tầng lộ ra là một khung collagen đan chặt và rất phức tạp như hình một tấm lưới.

Khung collagen này của buồng trứng có thể được xây dựng lại bằng công nghệ in 3D. Nhưng lựa chọn vật liệu nào để làm mực cho máy in là một vấn đề nan giải. Nhóm nghiên cứu đã quyết định sử dụng chính những mô collagen, mô buồng trứng làm nguyên liệu cho những buồng trứng nhân tạo. Những mô collagen bị phá vỡ thành gelatin, một hợp chất có tính chất xốp, giúp tương tác dễ dàng với mô và máu của sinh vật được cấy ghép và ít bị cơ thể đào thải. Đồng thời, gelatin là một hydrogel cứng cáp hơn so với các hợp chất hydrogel khác bao gồm tới 99% nước và 1 phần nhỏ polyme.

Một cấu trúc buồng trứng được in ra từ nguyên liệu Gelatin.

Các nhà nghiên cứu đã tìm ra một điểm nhiệt độ của gelatin, cho phép nó giữ được cấu trúc mà không co cụm, để xây dựng lên được những cấu trúc đa lớp. Đó là khoảng đúng 30 độ C, nếu cao hơn cấu trúc sẽ bị võng, thấp hơn gelatin sẽ co cụm.

Sau nhiều lần thử nghiệm in nhiều mô buồng trứng với mắt lưới khác nhau, các nhà nghiên cứu đã tìm ra mô hình tối ưu để thử nghiệm trên cơ thể sinh vật.

Liệu buồng trứng in 3D có hoạt động?

Các nhà khoa học sử dụng buồng trứng in 3D cho 9 con chuột cái bị cắt bỏ buồng trứng tự nhiên để kiểm tra sự hoạt động của buồng trứng nhân tạo này.

3 con chuột trong số 7 con được cho giao phối đã sinh hạ lứa đầu tiên và tất cả lũ chuột con được sinh ra đều khỏe mạnh.

Những con chuột mẹ cũng có sữa, có nghĩa là tín hiệu hooc-môn của chúng vẫn hoạt động tốt. Trước đó, kỳ rụng trứng của những con chuột cái đã kéo dài 4 ngày một lần. Thai kỳ của chúng chỉ kéo dài 20 ngày và những con chuột non trưởng thành chỉ trong vòng 4 tháng.

Một cấu trúc buồng trứng đa lớp in ra bởi máy in 3D sẽ được cấy vào chuột.

Bao giờ buồng trứng nhân tạo này có thể được sử dụng cho những người phụ nữ hiếm muộn?

Sau thử nghiệm thành công trên chuột, các nhà khoa học đã ngay lập tức tiến hành in các buồng trứng lớn hơn nhằm phục vụ cho các thử nghiệm trên lợn.

Nếu các cuộc thử nghiệm này cũng thành công thì thử nghiệm trên người sẽ được xúc tiến. Trước tiên, sẽ là một buồng trứng giúp hồi phục chức năng hooc-môn, rồi tiến đến một buồng trứng nhân tạo hoàn hảo, có thể thay thế cơ quan tự nhiên của con người.

Một buồng trứng giúp hồi phục chức năng hooc-môn để kích hoạt tuổi dậy thì cho những bệnh nhân nữ ung thư trẻ có cơ thể bị tàn phá do điều trị ung thư trước tuổi dậy thì có thể xuất hiện sớm nhất trong vòng 5 năm tới.

Buồng trứng nhân tạo sẽ đi theo suốt cuộc đời của bé gái, cho đến khi cô trưởng thành và mãn kinh tự nhiên. Nếu nó được mô phỏng một cách chính xác thì cô bé hoàn toàn có thể trở thành một người mẹ bình thường như bao phụ nữ khác.

Sẽ là một thách thức rất lớn cho nhóm nghiên cứu để buồng trứng in 3D nhân tạo hoạt động tốt. Bởi trên thực tế, buồng trứng là một cơ quan cực kỳ phức tạp, nằm trong chuỗi kết nối tín hiệu hooc-môn với não và chỉ khi hệ thống mạch máu hoạt động hiệu quả, chu kỳ rụng trứng mới được mô phỏng hoàn hảo.

Nhưng biết đâu, nhờ các thành tựu khoa học tiến bộ trong tương lai, những đứa trẻ của chúng ta sẽ có thể được "in" ra từ bên trong.