Máu nhân tạo hứa hẹn giải pháp đột phá cho y học hiện đại

Máu nhân tạo cần cho các tình huống y tế khẩn cấp hoặc trong quân y.

Máu nhân tạo là gì?

Theo Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), mỗi năm có hàng triệu người trên toàn cầu tử vong do thiếu máu. Máu đóng vai trò thiết yếu trong việc vận chuyển oxy, loại bỏ chất thải và thực hiện nhiều chức năng quan trọng khác trong cơ thể.

Năm 2022 đánh dấu bước tiến quan trọng khi máu được nuôi cấy ở phòng thí nghiệm lần đầu tiên được sử dụng trên người trong thử nghiệm lâm sàng, đặc biệt ở những bệnh nhân có nhóm máu hiếm. Song song, các nhà khoa học cũng đang nỗ lực phát triển máu tổng hợp nhằm hỗ trợ y học cấp cứu, phẫu thuật và truyền máu, trong đó có “máu nhân tạo”.

Thuật ngữ “máu nhân tạo” bao gồm máu nuôi cấy trong phòng thí nghiệm và máu tổng hợp. Máu tổng hợp là một chất thay thế hoàn toàn do con người tạo ra, không chứa tế bào người, mà sử dụng các phân tử thiết kế để mô phỏng chức năng vận chuyển oxy của tế bào máu. Sản phẩm này chủ yếu phục vụ các tình huống khẩn cấp hoặc trong y học quân sự, nơi việc bơm máu ngay lập tức là cần thiết nhưng khó tìm được nhóm máu phù hợp.

Việc nghiên cứu “máu nhân tạo” đang được đẩy mạnh. Đơn cử, quân đội Mỹ đã đầu tư 46 triệu USD để phát triển ErythroMer, một chất thay thế máu tổng hợp có khả năng tương thích và ổn định trên toàn cầu mà không cần làm lạnh. Hiện tại, sản phẩm này vẫn đang trong quá trình nghiên cứu và thử nghiệm để xác định tính an toàn và hiệu quả.

Trong khi đó, máu nuôi cấy trong phòng thí nghiệm được tạo ra bằng cách nuôi dưỡng các tế bào hồng cầu của con người trong môi trường kiểm soát ngoài cơ thể. GS Cedric Ghevaert, chuyên gia y học truyền máu tại Đại học Cambridge, Anh, cho biết khi sẵn có, các tế bào máu nuôi cấy trong phòng thí nghiệm có thể cải thiện hiệu quả điều trị trong một số trường hợp y khoa.

Quá trình này bắt đầu với tế bào gốc, bao gồm tế bào hồng cầu, tiểu cầu và thậm chí là tế bào da, tùy thuộc vào nguồn gốc và cách kích thích. Các nhà khoa học sử dụng một loại tế bào cụ thể gọi là tế bào gốc tạo máu, có khả năng sản xuất tất cả các loại tế bào máu như bạch cầu, hồng cầu và tiểu cầu. Những tế bào này được tìm thấy trong tủy xương hoặc trong máu của người hiến tặng.

Để chuyển đổi tế bào gốc thành tế bào hồng cầu, chúng được nuôi dưỡng trong phòng thí nghiệm và tiếp xúc với các chất tự nhiên hỗ trợ quá trình phát triển của tế bào.

Sau nhiều tuần nuôi cấy, các tế bào gốc chuyển hóa thành hồng cầu trưởng thành, hoạt động tương tự như các tế bào máu tự nhiên. Các nhà khoa học có thể áp dụng kỹ thuật chỉnh sửa gen để tăng hiệu suất sản xuất máu và loại bỏ các dấu hiệu nhóm máu. Điều này mở ra khả năng tạo ra máu “phổ thông”, có thể truyền cho bất kỳ ai mà không cần xét đến sự tương thích nhóm máu.

Máu nhân tạo được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm.

Tiến độ phát triển

Hiện nay, cả máu tổng hợp và máu nuôi cấy trong phòng thí nghiệm vẫn đang trong giai đoạn nghiên cứu và phát triển. Một cột mốc quan trọng đã được ghi nhận vào năm 2022, khi các nhà khoa học tại Vương quốc Anh tiến hành thử nghiệm lâm sàng đầu tiên, truyền hồng cầu nuôi cấy vào người tình nguyện để đánh giá độ an toàn và tuổi thọ của chúng so với hồng cầu hiến tặng thông thường.

Máu nhân tạo, bao gồm cả máu tổng hợp và máu nuôi cấy trong phòng thí nghiệm, đang mở ra triển vọng cho bệnh nhân có nhóm máu hiếm. Máu tổng hợp không chứa kháng nguyên nhóm máu, giúp tránh phản ứng miễn dịch khi truyền. Trong khi đó, máu nuôi cấy có thể được điều chỉnh để phù hợp với các nhóm máu hiếm, như nhóm máu Bombay – một phân nhóm cực kỳ hiếm của nhóm máu O, phổ biến nhất ở Ấn Độ, Iran và một số vùng Đông Nam Á.

Theo Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), khoảng 118,5 triệu lượt hiến máu được thu thập hàng năm, nhưng 40% trong số đó đến từ các quốc gia thu nhập cao, chiếm chỉ 16% dân số toàn cầu. Các khu vực như châu Phi cận Sahara, Nam Á và châu Đại Dương đang đối mặt với tình trạng thiếu máu nghiêm trọng, đặc biệt ở các cộng đồng nông thôn, nơi hơn 75% bệnh nhân cần truyền máu không thể tiếp cận được nguồn máu phù hợp.

Máu nhân tạo có thể là giải pháp cho các “sa mạc máu” này, đặc biệt trong các tình huống khẩn cấp như đại dịch, chiến tranh hoặc thiên tai, khi nhu cầu truyền máu tăng đột biến và nguồn cung khan hiếm. Tuy nhiên, để máu nhân tạo trở thành lựa chọn phổ biến, cần tiếp tục đầu tư vào nghiên cứu, cải tiến công nghệ và xây dựng khung pháp lý phù hợp.

Tuy nhiên, cần thêm nhiều nghiên cứu trước khi sản phẩm này có thể được chấp thuận sử dụng rộng rãi trong y tế.

Một trong những rào cản lớn đối với máu nhân tạo là chi phí sản xuất. Năm 2013, Cơ quan Dự án Nghiên cứu Tiên tiến Quốc phòng Hoa Kỳ (DARPA) ước tính chi phí sản xuất một đơn vị máu nuôi cấy lên tới hơn 90 nghìn USD.

Nhờ những tiến bộ trong công nghệ, con số này đã giảm xuống dưới 5 nghìn USD mỗi đơn vị. Tuy nhiên, so với mức trung bình khoảng 215 USD cho mỗi đơn vị máu hiến tặng tại Hoa Kỳ vào năm 2019, sự chênh lệch vẫn còn đáng kể.

Việc mở rộng quy mô sản xuất để đáp ứng nhu cầu lâm sàng mà vẫn đảm bảo tính an toàn và hiệu quả là rào cản thứ hai. Hơn nữa, các cơ quan quản lý như Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) và Cơ quan Dược phẩm châu Âu đang xem xét việc phân loại máu nuôi cấy là liệu pháp tế bào hay thuốc, điều này sẽ ảnh hưởng đến quy trình phê duyệt và giám sát sản phẩm.

GS Ghevaert nhận định: “Đây là một lĩnh vực hoàn toàn mới đối với các cơ quan quản lý, đồng nghĩa với việc chúng ta đang khám phá một vùng đất chưa được biết đến”.

Tóm lại, máu nhân tạo hứa hẹn mang lại giải pháp đột phá cho y học hiện đại, đặc biệt trong các tình huống khẩn cấp và điều trị bệnh nhân có nhóm máu hiếm. Tuy nhiên, để hiện thực hóa tiềm năng này, cần tiếp tục đầu tư vào nghiên cứu, cải tiến công nghệ và xây dựng khung pháp lý phù hợp.