Ban đầu là đĩa Petri, được sử dụng từ cuối thế kỷ 19 để nuôi cấy tế bào và vi khuẩn. Có thể quan sát được dưới kính hiển vi, những nền văn hóa này vẫn rất phẳng. Mọi thứ đã thay đổi với Matrigel, một chất nền ngoại bào tự nhiên được chiết xuất từ khối u chuột. Sự quan tâm của anh ấy? Ở dạng lỏng ở nhiệt độ thấp, nó biến đổi ở nhiệt độ 37°C thành một loại gel giàu protein mà tế bào có thể dựa vào đó để tự tổ chức trong không gian.
Và điều đó thay đổi mọi thứ. Trong khi nó nhanh chóng chết đi trong đĩa Petri thì tế bào gốc ruột lại phát triển mạnh mẽ trong một giọt Matrigel. Trong một vài ngày, nó tạo ra một cấu trúc giống hệt (mặc dù được đơn giản hóa) với cấu trúc của ruột thật, với khoang trung tâm, nếp gấp nơi tế bào gốc làm tổ, thành mô phỏng nhung mao… Đây là cách cơ quan đầu tiên được tạo ra vào năm 2008, dựa trên trực giác tuyệt vời của Toshiro Sato, một nhà nghiên cứu trẻ người Nhật làm việc với nhà di truyền học người Hà Lan Hans Clevers.
Đánh giá độc tính của thuốc
Được xuất bản vào năm sau trên tạp chí Thiên nhiênnghiên cứu của họ có tác dụng như một quả bom. Kể từ đó, quy trình tương tự đã được sử dụng để tạo ra các hình đại diện về gan, thận, phổi, võng mạc hoặc não. “Chúng tôi sản xuất các cơ quan của con người chủ yếu từ tế bào gốc, mà chúng tôi gọi là tế bào gốc đa năng của con người. Chúng được tạo ra từ các tế bào nguyên bào sợi (có trong da hoặc mô, ghi chú của Biên tập viên) đã được lập trình. Bằng cách thêm các hỗn hợp biệt hóa, bắt chước những gì xảy ra trong cuộc sống tử cung, sau đó chúng tôi có thể phân biệt các loại tế bào khác nhau”, nhà nghiên cứu gan Jean-Charles Duclos-Vallée, chủ tịch Viện Chế tạo sinh học Pháp, giải thích.
Phạm vi ứng dụng của organoids là rất lớn. Họ có thể tái tạo một số bệnh lý nhất định trong phòng thí nghiệm để hiểu rõ hơn về sự phát triển của chúng hoặc xác định phương pháp điều trị tốt nhất. Họ đã tạo điều kiện để đẩy nhanh quá trình nghiên cứu về vi rút Zika hoặc Covid-19. Chúng có thể được sử dụng để đánh giá độc tính của thuốc mà không cần dùng đến thử nghiệm trên động vật.
Hướng tới việc mô phỏng một sinh vật hoàn chỉnh?
Một con đường khác được Giáo sư Duclos-Vallée khám phá: cấy ghép. “Một ứng dụng lâm sàng khá đầy tham vọng sẽ là cấy ghép một khối lượng cơ quan vừa đủ cho một bệnh nhân có thể cần ghép nhưng lại không có mảnh ghép. Ở một bệnh nhân bị suy gan, không nhất thiết cần một lượng mô đáng kể. Nếu điều này giúp tăng các yếu tố đông máu của bạn lên một chút, thậm chí lên 10 hoặc 15%, nó có thể tạo ra sự khác biệt,” chuyên gia tiếp tục. Những thử nghiệm đầu tiên trên chuột rất đáng khích lệ.
Tuy nhiên, các chất hữu cơ không phải là các cơ quan thu nhỏ. Đúng hơn là một số loại mẫu được đơn giản hóa, không có mạch chứa và hoạt động độc lập. Để cố gắng tiến xa hơn, các nhà nghiên cứu đã phát triển “các cơ quan trên chip”. Organoid không còn bị cô lập trong bong bóng mà được đặt trên một giá đỡ cho phép chất lỏng lưu thông, tái tạo các hoạt động cơ học (kéo dài tế bào phổi để bắt chước hơi thở) hoặc tái tạo các rào cản sinh học. Mục tiêu? Tái tạo môi trường cơ quan phức tạp trong cơ thể con người. Có lẽ cho đến một ngày nào đó, chúng ta sẽ có thể tạo ra một sinh vật nhỏ hoàn chỉnh bằng cách kết nối các cơ quan khác nhau.
