Phòng thí nghiệm tái tạo nội tạng đầu tiên trên thế giới được mở tại Canada

Câu chuyện về y học cấy ghép là một trong những câu chuyện đẹp và đau đớn nhất của y học hiện đại. Vào ngày 23 tháng 12 năm 1954, tại Bệnh viện Peter Bent Brigham ở Boston, hai anh em sinh đôi cùng trứng, Ronald và Richard Herrick, đã được phẫu thuật, và Richard được ghép một quả thận từ anh trai mình. Đây là ca cấy ghép thành công đầu tiên trong lịch sử, được thực hiện bởi bác sĩ phẫu thuật Joseph Murray, mở ra một kỷ nguyên mới nơi có thể thay thế một cơ quan hỏng bằng một cơ quan hoạt động. Vì hai anh em là sinh đôi cùng trứng với bộ gen giống hệt nhau, nên không có hiện tượng thải ghép miễn dịch. Kể từ đó, hàng triệu người đã nhận được cuộc sống thứ hai: thận, gan, tim, phổi và tuyến tụy, mỗi cơ quan được lấy từ một người khác, đã chết hoặc còn sống, và được cấy ghép vào cơ thể cần nó.

Nhưng có một vấn đề cố hữu trong câu chuyện này. Người hiến tạng là một nguồn tài nguyên rất hạn chế, và tồn tại một khoảng cách đáng kể giữa nhu cầu và nguồn cung. Tại Canada, tính đến cuối năm 2025, có 4.344 người trong danh sách chờ ghép tạng. Trong số 678 người bị loại khỏi danh sách cùng năm, khoảng 31% đã qua đời khi vẫn đang chờ đợi. Tại Mỹ, con số lớn hơn nhiều: hơn 100.000 người đang chờ, và khoảng 13 đến 17 người (tùy theo năm báo cáo) chết mỗi ngày khi chờ đợi một cơ quan nào đó.

Vào tháng 3 năm 2023, Hospital News đã đăng một bài báo đánh dấu một thời điểm thú vị trong câu chuyện này. Phòng thí nghiệm tái tạo nội tạng đầu tiên trên thế giới đã được mở tại Bệnh viện Đa khoa Toronto ở Canada, một phần của Mạng lưới Y tế Đại học (UHN), trung tâm cấy ghép hàng đầu ở Bắc Mỹ. Trái ngược với những gì đôi khi được mô tả trên các tiêu đề, phòng thí nghiệm không nuôi cấy toàn bộ nội tạng từ đầu từ tế bào gốc của bệnh nhân. Thay vào đó, nó sử dụng một kỹ thuật gọi là tưới máu (perfusion), bơm dung dịch dinh dưỡng qua nội tạng hiến tặng để sửa chữa và bảo quản nó, biến những nội tạng bị tổn thương hoặc không hoàn hảo, trước đây bị loại bỏ, thành đủ điều kiện để cấy ghép. Nếu phương pháp này mở rộng nguồn cung nội tạng, nó sẽ thực sự làm giảm bớt tình trạng thiếu hụt.

Điều gì thực sự xảy ra trong phòng thí nghiệm Canada?

Phòng thí nghiệm tại Bệnh viện Đa khoa Toronto bao gồm hai phòng mổ nhỏ (mini-ORs) dành riêng cho việc sửa chữa và phục hồi các nội tạng sắp được cấy ghép, và một phòng thứ ba, phòng đảo tụy (islet room), nơi chiết xuất tế bào đảo tụy (islet cells) từ tuyến tụy để điều trị bệnh tiểu đường. Ý tưởng chính là lấy một nội tạng hiến tặng, ngay cả khi nó không ở trạng thái hoàn hảo, và giữ cho nó sống bên ngoài cơ thể trong một môi trường được kiểm soát, giống như một lồng ấp, để cho nhóm nghiên cứu có thời gian sửa chữa và chuẩn bị nó cho việc cấy ghép. Trước đây, nếu một nội tạng bị chấn thương hoặc không hoàn hảo, nó đơn giản là không thể được cấy ghép.

UHN là trung tâm ghép phổi lớn nhất thế giới và là nơi phát triển hệ thống Tưới máu phổi ngoài cơ thể (Ex Vivo Lung Perfusion, EVLP), một công nghệ cho phép sửa chữa và cấy ghép phổi hiến tặng bị tổn thương. Bệnh viện thực hiện khoảng 1.200 đến 1.400 ca cấy ghép mỗi năm, với tỷ lệ thành công cao. Phòng thí nghiệm mới áp dụng nguyên tắc tưới máu và mở rộng nó cho nhiều loại nội tạng khác nhau.

Chính xác thì tái tạo nội tạng là gì?

Thuật ngữ regenerative medicine, y học tái tạo, mô tả một nhóm rộng các phương pháp nhằm sửa chữa, bảo quản hoặc thay thế mô sinh học. Điều quan trọng là phải phân biệt giữa hai phương pháp rất khác nhau thường bị nhầm lẫn trên các tiêu đề:

• Sửa chữa và bảo quản nội tạng hiến tặng (những gì phòng thí nghiệm Canada đang làm): Lấy một nội tạng thực sự từ người hiến và sử dụng phương pháp tưới máu để giữ nó sống, đánh giá chức năng và sửa chữa tổn thương, để nó trở nên đủ điều kiện cho cấy ghép. Đây là công nghệ đã hoạt động trong lâm sàng ngày nay.
• Kỹ thuật tạo ra toàn bộ nội tạng từ tế bào gốc (tầm nhìn dài hạn): Nỗ lực nuôi cấy một nội tạng hoàn toàn mới trong phòng thí nghiệm từ tế bào gốc của bệnh nhân. Điều này phần lớn vẫn là y học thử nghiệm trên các mô hình động vật, chứ không phải là phương pháp điều trị có sẵn cho con người.

Kỹ thuật tạo ra toàn bộ nội tạng được coi là "Chén Thánh" của lĩnh vực này, và nó thường dựa trên ba thành phần cốt lõi:

• Khung ngoại bào (ECM scaffold): Cấu trúc ba chiều của một nội tạng, bao gồm collagen, elastin và laminin, không có tế bào sống. Giống như một ngôi nhà không có người ở.
• Tế bào gốc: Thường là tế bào iPSC, tế bào gốc đa năng cảm ứng, được tái lập trình từ tế bào da hoặc máu.
• Lò phản ứng sinh học (bioreactor): Một thiết bị mô phỏng các điều kiện sinh lý, dòng chảy chất lỏng, oxy và nhiệt độ, cho phép các tế bào phân chia và biệt hóa bên trong khung.

Lợi thế lý thuyết của một nội tạng có nguồn gốc từ tế bào của chính bệnh nhân là về mặt miễn dịch, nó là một phần của bệnh nhân, điều này có thể làm giảm nhu cầu dùng thuốc ức chế miễn dịch suốt đời và nguy cơ thải ghép. Nhưng điều quan trọng cần nhấn mạnh là: kỹ thuật tạo ra một nội tạng hoàn chỉnh và hoạt động từ tế bào gốc vẫn chưa đạt được ở người, và đây là một thách thức khoa học to lớn.

Mối liên hệ với y học cấy ghép: Thu hẹp khoảng cách

Để hiểu tại sao những công nghệ này lại quan trọng, cần phải hiểu khoảng cách giữa hai thế giới.

Y học cấy ghép cổ điển dựa trên việc chuyển một nội tạng sống từ người này sang người khác. Nó hoạt động, nó cứu sống, nhưng nó phụ thuộc vào người hiến. Nhu cầu về nội tạng đang tăng nhanh hơn nguồn cung, chủ yếu là do dân số già đi. Thời gian chờ trung bình cho một quả thận ở Mỹ thường kéo dài vài năm.

Y học tái tạo cố gắng phá vỡ rào cản này từ hai hướng. Hướng thứ nhất, đã thực tế ngày nay, là mở rộng nguồn người hiến thông qua sửa chữa nội tạng bằng phương pháp tưới máu, để những nội tạng trước đây bị loại bỏ trở nên có thể sử dụng được. Đây chính xác là những gì phòng thí nghiệm Canada và hệ thống EVLP đang làm. Hướng thứ hai, xa hơn, là kỹ thuật mô và nội tạng từ tế bào gốc, vẫn chủ yếu đang ở giai đoạn nghiên cứu cơ bản.

Khử tế bào (Decellularization): Lấy một nội tạng và loại bỏ chỉ các tế bào

Một trong những kỹ thuật được nghiên cứu trong kỹ thuật mô là decellularization, khử tế bào, được phát triển lần đầu tiên bởi Doris Taylor và nhóm của bà vào năm 2008. Ý tưởng: lấy một nội tạng và rửa nó bằng các chất tẩy rửa như SDS, loại bỏ tất cả màng tế bào và DNA, nhưng để lại nguyên vẹn khung ngoại bào, mạng lưới protein ba chiều tạo nên cấu trúc của nội tạng.

Kết quả là một 'nội tạng ma' (ghost organ) trong suốt màu trắng, không có tế bào, nhưng vẫn giữ nguyên tất cả hình dạng ban đầu: mạch máu, cấu trúc bên trong và van. Nó giống như có một khung nhà đã sẵn sàng, đầy đủ các tầng và phòng, chỉ thiếu người ở. Lợi thế: khung tự nhiên bảo tồn mạng lưới mạch máu, một trong những vấn đề khó khăn nhất trong kỹ thuật mô.

Bằng chứng thực sự đang ở đâu?

Điều quan trọng là phải tách biệt những gì đã được chứng minh khỏi những gì vẫn còn là tầm nhìn. Đây là những phát hiện thực tế và đã được xác minh:

Bằng chứng về tính khả thi: Trái tim chuột được tái tạo (2008)

Đây là bằng chứng về tính khả thi mang tính nền tảng. Nhóm của Doris Taylor đã khử tế bào trái tim của một con chuột trưởng thành, tái tạo khung bằng tế bào tim và tế bào nội mô, và làm cho nó đập trở lại trong lò phản ứng sinh học. Đến ngày thứ tám, dưới tải trọng và kích thích điện, trái tim được kỹ thuật tạo ra lực bơm tương đương khoảng 2% so với tim trưởng thành (hoặc khoảng 25% so với tim thai nhi 16 tuần tuổi). Rất nhỏ, nhưng đó là bằng chứng cho thấy phương pháp này khả thi. Nghiên cứu được công bố trên Nature Medicine và trở thành một trong những công trình được trích dẫn nhiều nhất trong lĩnh vực này.

Cấy ghép dị chủng (Xenotransplantation): Thận lợn biến đổi gen ở người (2024 và 2025)

Một công nghệ hoàn toàn khác, không phải khử tế bào, đã đạt được những tiến bộ ấn tượng. Vào tháng 3 năm 2024, Bệnh viện Đa khoa Massachusetts đã thực hiện ca cấy ghép đầu tiên trên thế giới thận lợn biến đổi gen bằng CRISPR vào một người sống. Vào tháng 1 năm 2025, ca cấy ghép thứ hai đã được thực hiện tại trung tâm này, trên một bệnh nhân 66 tuổi đã chạy thận nhân tạo khoảng hai năm, và ông đã được xuất viện khoảng một tuần sau phẫu thuật. Trong những quả thận này, các gen lợn đã bị vô hiệu hóa hoặc chỉnh sửa và các gen người đã được thêm vào để cải thiện khả năng tương thích và giảm thải ghép. Đây không phải là thận được nuôi cấy từ tế bào của bệnh nhân, mà là nội tạng lợn biến đổi gen, do đó nó vẫn cần ức chế miễn dịch. Tuy nhiên, đây là một trong những tiến bộ quan trọng nhất trong lĩnh vực này vào thời điểm hiện tại.

In sinh học mô thận: Giải thưởng ARPA-H (2026)

Vào tháng 1 năm 2026, Viện Y học Tái tạo Wake Forest đã nhận được khoản tài trợ từ cơ quan ARPA-H của Mỹ, trị giá lên tới 24,8 triệu đô la trong năm năm, trong khuôn khổ chương trình PRINT. Mục tiêu: phát triển mô thận được in ba chiều và có mạch máu, giúp duy trì chức năng thận ở bệnh nhân mắc bệnh thận. Mô này được cho là sẽ được tạo ra từ tế bào của chính bệnh nhân kết hợp với mực sinh học. Đây là giai đoạn đầu của nghiên cứu, mô bổ sung chức năng, chứ không phải là một quả thận hoàn chỉnh hoạt động.

Những thách thức thực sự là gì?

Sự phấn khích là chính đáng, nhưng có những hạn chế nghiêm trọng cần biết.

Khoảng cách giữa mô hình và con người

Hầu hết các nghiên cứu về kỹ thuật tạo toàn bộ nội tạng được thực hiện trên động vật hoặc mô biệt lập. Con người phức tạp hơn nhiều, sống lâu hơn và cần các nội tạng hoạt động trong nhiều thập kỷ, không chỉ vài ngày hoặc vài tuần. Một phương pháp hoạt động trong phòng thí nghiệm không đảm bảo một nội tạng hoàn chỉnh và hoạt động ở người.

Nguy cơ ung thư từ tế bào iPSC

Tế bào iPSC, các tế bào được tái lập trình để trở nên đa năng, mang một nguy cơ lý thuyết. Nếu một tế bào không biệt hóa hoàn toàn và phát triển không kiểm soát, nó có thể trở thành u quái (teratoma), một khối u chứa nhiều loại tế bào. Nguy cơ này được giải quyết thông qua kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt, nhưng không thể bỏ qua nó.

Đạo đức

Một số phương pháp thử nghiệm đặt ra những câu hỏi đạo đức sâu sắc, ví dụ như liên quan đến việc sử dụng động vật hoặc thể khảm (chimera). Hầu hết các nhóm nghiên cứu đều thận trọng trong lĩnh vực này dưới sự giám sát của cơ quan quản lý.

Tiến độ thực tế

Sửa chữa và bảo quản nội tạng bằng phương pháp tưới máu đã có mặt trong lâm sàng ngày nay. Cấy ghép thận lợn biến đổi gen đang ở giai đoạn bệnh nhân đơn lẻ và thử nghiệm lâm sàng sớm. Ngược lại, kỹ thuật tạo ra một nội tạng hoàn chỉnh và hoạt động từ tế bào gốc vẫn còn nhiều năm nữa mới đến lâm sàng, nếu nó có thể đạt được. Cần thận trọng với các tiêu đề hứa hẹn "nội tạng theo yêu cầu" trong thời gian tới.

Trong lúc này, chúng ta có thể làm gì?

1. Nếu bạn đang trong danh sách chờ ghép tạng, phương pháp điều trị hiện tại, cấy ghép từ người hiến, vẫn là cơ hội tốt nhất. Các công nghệ tái tạo đầy hứa hẹn, nhưng hầu hết vẫn còn xa lâm sàng. Mở rộng nguồn người hiến bằng phương pháp tưới máu là tiến bộ đã giúp ích ngay hôm nay.
2. Giữ cho nội tạng của bạn khỏe mạnh. Thận, tim và gan đáp ứng tốt với lối sống lành mạnh: chế độ ăn Địa Trung Hải, hoạt động thể chất thường xuyên (khuyến nghị phổ biến là khoảng 150 phút mỗi tuần), ngủ chất lượng và tránh hút thuốc. Lối sống lành mạnh thực sự làm giảm nguy cơ suy nội tạng, ngay cả khi không thể định lượng tỷ lệ phần trăm chính xác.
3. Kiểm tra chức năng thận của bạn thường xuyên. Xét nghiệm creatinine và GFR có thể phát hiện vấn đề sớm, khi vẫn còn thời gian để làm chậm sự suy giảm.
4. Nếu bạn mắc bệnh thận mãn tính ở giai đoạn đầu, hãy hành động ngay bây giờ. Các loại thuốc thuộc nhóm ức chế SGLT2 (như dapagliflozin và empagliflozin, dựa trên các nghiên cứu DAPA-CKD và EMPA-KIDNEY) và finerenone (dựa trên nghiên cứu FIDELIO-DKD) đã được chứng minh là làm chậm suy giảm chức năng thận. Trao đổi với bác sĩ thận học là rất quan trọng.
5. Cân nhắc hiến tạng. Ngày nay, người ta chết trong danh sách chờ. Đánh dấu hiến tạng hoặc ký vào thẻ hiến tạng là một hành động có thể cứu sống nhiều người.
6. Tránh các loại thuốc độc cho thận nếu có thể. NSAID (ibuprofen, naproxen) liều cao và kéo dài, và chất cản quang trong các xét nghiệm hình ảnh, có thể gây hại cho thận, đặc biệt nếu thận đã yếu. Hãy tham khảo ý kiến bác sĩ.

Góc nhìn rộng hơn

Câu chuyện về phòng thí nghiệm tái tạo nội tạng không chỉ là câu chuyện về nội tạng. Nó đánh dấu một sự thay đổi dần dần trong cách chúng ta nghĩ về y học cấy ghép. Thay vì chỉ chấp nhận những nội tạng hoàn hảo, chúng ta đang học cách sửa chữa và phục hồi các nội tạng bị tổn thương để mở rộng nguồn cung. Đồng thời, nghiên cứu cơ bản trong kỹ thuật mô đang xem xét liệu một ngày nào đó chúng ta có thể nuôi cấy mô, và có thể trong tương lai xa là nội tạng, trong phòng thí nghiệm.

Điều quan trọng là phải giữ một cái nhìn cân bằng. Những công nghệ này sẽ không thay thế chế độ ăn uống lành mạnh, hoạt động thể chất hoặc giấc ngủ chất lượng như những nền tảng của sức khỏe. Chúng là một công cụ bổ sung trong hộp dụng cụ, không phải là sự thay thế. Một người giữ cho nội tạng của mình khỏe mạnh sẽ giảm ngay từ đầu khả năng cần phải cấy ghép.

Và ngay cả khi phần tham vọng hơn của tầm nhìn, toàn bộ nội tạng từ tế bào của bệnh nhân, vẫn còn xa, tiến bộ trong việc sửa chữa nội tạng bằng phương pháp tưới máu đã cứu sống ngay hôm nay. Đây là một lời nhắc nhở rằng những cuộc cách mạng lớn trong y học thường được xây dựng từng bước một, chứ không phải trong một bước nhảy vọt.

Những nội tạng được sửa chữa và bảo quản bên ngoài cơ thể, do đó, không chỉ là một sự đổi mới kỹ thuật. Chúng là một sự thay đổi trong nhận thức về những gì có thể làm với một nội tạng hiến tặng, và có bao nhiêu người có thể được cứu từ cùng một nguồn cung hạn chế đó.

Tài liệu tham khảo:
Hospital News - Saving Organs, Saving Lives: Building the World's First Organ Regeneration Lab
Google News - Original Article