Trái tim nhân tạo từ tế bào iPS - Bước đột phá mới trong y học tái tạo

Tiến sĩ Sawa Yoshiki là bác sĩ phẫu thuật tim mạch và Giáo sư danh dự của Đại học Osaka, đồng thời là người tiên phong trong công nghệ y học tái tạo sử dụng tế bào iPS. Ông có kế hoạch trưng bày một "trái tim iPS" có nhịp đập tại gian trưng bày của Tập đoàn Pasona Group Inc. trong suốt Triển lãm thế giới 2025 ở Osaka (Osaka EXPO 2025).

Theo phóng viên TTXVN tại Nhật Bản, quả tim được công bố có đường kính khoảng 3 cm và được tạo thành từ khoảng 200-300 triệu tế bào iPS bằng cách nuôi cấy tế bào cơ tim có nguồn gốc từ tế bào iPS. Các nhà khoa học có kế hoạch tạo ra quả tim lớn hơn nữa, có thể có kích thước bằng tim thật để trưng bày tại triển lãm. Hiện nay, quả tim thu nhỏ tự đập như một mạch đập, nhưng không có chức năng lưu thông máu. Giáo sư Sawa giải thích: "Chúng ta vẫn cần phải có những đột phá để quả tim thực sự hoạt động". Trái tim nhân tạo được trưng bày sẽ không tái tạo cấu trúc và chức năng của tim, nhưng du khách có thể quan sát nó đập như một trái tim thực sự.

 Cuorips Inc., một công ty khởi nghiệp mà Giáo sư Sawa giữ chức giám đốc công nghệ, đang phát triển trái tim iPS. Trước đó, Giáo sư Sawa và các đồng nghiệp của ông đã phát triển thành công  "tấm tế bào cơ tim", trong đó các tế bào iPS được biệt hóa thành các tế bào cơ tim và được chế biến thành hình tấm. Hiện tại, họ đang tiến hành một thử nghiệm lâm sàng trong đó các tấm tế bào cơ tim có nhịp đập đang được áp dụng cho tim của những bệnh nhân mắc bệnh cơ tim thiếu máu cục bộ.  

Theo Tiến sĩ Sawa Yoshiki, tế bào cơ tim được tạo ra từ tế bào gốc iPS rất thông minh, có khả năng giúp đỡ các tế bào yếu. Theo ông, bằng cách cấy ghép tế bào cơ tim mới cho vùng tế bào cơ tim bị suy yếu, trái tim sẽ khỏe mạnh trở lại, chức năng tim sẽ được phục hồi. Dự kiến tấm tế bào cơ tim sẽ trở thành phương pháp điều trị mới cho bệnh tim. Mô hình tấm cơ tim nguyên mẫu có đường kính 2 cm và dày 0,1 mm, có chuyển động rung và đập cũng sẽ được trưng bày tại triển lãm.

Tiến sĩ Sawa Yoshiki từng xác nhận về mặt kỹ thuật, họ có thể tạo ra một trái tim bằng tấm tế bào cơ tim được tạo ra từ tế bào gốc đa năng iPS. Tuy nhiên, công nghệ này vẫn đang trong giai đoạn phát triển đầu tiên, do đó chưa thể được sử dụng trên những bệnh nhân cần ghép tim.

Trả lời phỏng vấn của phóng viên TTXVN, Tiến sĩ Sawa Yoshiki cho biết công nghệ tạo tấm tế bào cơ tim đã đạt được những bước tiến đến mức có thể duy trì trạng thái nhịp đập trong thời gian dài hơn. Ông chia sẻ rằng việc chứng kiến một trái tim nhân tạo mang "hơi thở của sự sống" đã trở thành động lực để nhóm nghiên cứu không ngừng phát triển công nghệ này. Ông bày tỏ rất lạc quan về việc có thể trưng bày thành quả nghiên cứu tại Osaka EXPO 2025.

Đề cập đến triển vọng sử dụng trái tim nhân tạo này cho các phương pháp điều trị y học trong tương lai, Tiến sĩ Sawa cho rằng vẫn cần phải có thêm nhiều đột phá cũng như tiến bộ công nghệ. Ông nhấn mạnh mặc dù đã đạt được những thành tựu đáng kể trong việc tạo ra một mô hình trái tim có khả năng co bóp, nhưng vẫn còn nhiều yếu tố cần được nghiên cứu kỹ lưỡng hơn để đảm bảo tính tương thích sinh học và hiệu quả lâu dài của sản phẩm. Ông đặc biệt đề cập đến việc nuôi cấy tế bào IPS theo hình thức ba chiều như một bước đột phá quan trọng, mở ra những khả năng mới cho việc phát triển trái tim nhân tạo trong tương lai.

Với ý tưởng "từ khi sự sống ra đời cho đến hiện tại, trái tim của chúng ta chính là sợi dây liên kết với 'sự sống'", khu trưng bày Pasona Natureverse của Pasona Group, dựa trên khái niệm "Cảm ơn, Cuộc sống", sẽ trưng bày nhiều triển lãm theo chủ đề "Cơ thể, Trí óc và Sự liên kết", bao gồm các công nghệ tiên tiến như tấm tế bào cơ tim có nguồn gốc từ tế bào iPS giúp phục hồi trái tim, biểu tượng của sự sống.

 Thiết kế kiến trúc của khu trưng bày sử dụng hình xoắn ốc của loài ammonite làm biểu tượng của sự sống, được coi là biểu tượng của một xã hội thịnh vượng, nơi mọi người kết nối với nhau, hướng tới mục tiêu của Pasona Natureverse là một thế giới nơi lòng biết ơn đối với cuộc sống được cộng hưởng. Ngay lối vào của Pasona Natureverse là Khu Lịch sử sự sống với một tượng đài hình cây lớn, tượng trưng cho sự tiến hóa của sự sống. 

Bên trong thân cây sẽ được trang trí bằng nhiều lớp mô tả lịch sử tiến hóa. Khu trưng bày của Pasona nhằm thể hiện những khả năng về sức mạnh mà con người nắm giữ, sự hùng vĩ của sức mạnh thiên nhiên và động lực của sự tiến hóa.

Osaka EXPO 2025 có chủ đề "Thiết kế một xã hội tương lai nơi sự sống tỏa sáng". Chính vì vậy, Pasona Natureverse, với những công nghệ tiên tiến về sự sống, trong đó đáng chú ý là mô hình trái tim IPS, được dự đoán sẽ là một trong những hoạt động trưng bày nổi bật tại Osaka EXPO 2025.

PV