Vào năm 2017, nhà di truyền học George Church của Đại học Harvard đã dự đoán rằng: Nội tạng của những con lợn cấy gen người có thể được ghép sang cho chúng ta trong vòng 2 năm nữa – mà cũng có thể chỉ là một năm, 2018.
Đến bây giờ, Church đã phải thừa nhận : "Tôi đã sai".
Tin tức lan truyền khi đó bắt đầu từ một công ty start-up do ông đồng sáng lập, eGenesis. Họ có tham vọng sử dụng công nghệ chỉnh sửa gen CRISPR để sửa đổi phôi thai lợn, nuôi chúng lớn lên với các nội tạng mang gen người bên trong, thứ có thể cấy ghép sang cho bệnh nhân mà không bị đào thải.
Nếu ước mơ ấy thành công, rõ ràng eGenesis có thể giải quyết vấn đề thiếu nguồn cung nội tạng cấy ghép không chỉ ở Mỹ, mà còn trên toàn thế giới.
Lĩnh vực cấy ghép dị chủng đang đứng ở một điểm thuận lợi mang tính bước ngoặt.
Nhưng từ đó tới nay, chưa hề có một bệnh nhân nào được cấy ghép nội tạng lợn, ngay cả thử nghiệm lâm sàng trên người cũng chưa có. Thay vào đó, eGenesis bây giờ mới chỉ rục rịch tiến hành cấy nội tạng lợn sang những con khỉ. Thí nghiệm đang được thực hiện tại Bệnh viện Đa khoa Massachusetts ở Boston, dưới sự dẫn dắt của giám đốc phẫu thuật James Markmann.
"Những gì chúng tôi đang làm là một bước cần thiết", bác sĩ Markmann nói. Hiện ông cũng đóng vai trò như một cố vấn cho eGenesis. "Bạn rất khó có thể đưa một cơ quan biến đổi gen vào người, cho đến khi nó được thử nghiệm thành công trên một loài động vật lớn".
Cả Markmann và eGenesis đều không nêu chi tiết về các cơ quan đang được nghiên cứu, hoặc loài khỉ nào họ đưa vào các thí nghiệm của mình. Họ chỉ nói rằng đó là các nội tạng lợn đòi hỏi kỹ thuật cao nhất mà các nhà khoa học từng tạo ra được.
Trong suốt hàng thập kỷ, chúng ta đã mơ ước rằng các loài động vật có thể trở thành một nguồn cung nội tạng cho con người, bao gồm thận, tim và thậm chí là phổi. Ngay bây giờ, chỉ tính riêng tại Mỹ đã có hơn 100.000 người phải xếp hàng chờ đợi tạng ghép phù hợp.
Trong vài năm gần đây, các nhà khoa học đã đạt được một số cột mốc quan trọng trong lĩnh vực được định nghĩa là "cấy ghép dị chủng". Các nhà nghiên cứu tại Viện Y tế Quốc gia Hoa Kỳ đã có thể giữ trái tim lợn đập trong cơ thể khỉ đầu chó trong khoảng hai năm.
Và các bác sĩ phẫu thuật người Đức cũng đã báo cáo một nghiên cứu vào cuối năm ngoái. Trong đó, một vài con khỉ đầu chó đã sống sót trong khoảng sáu tháng sau khi trái tim của chúng bị hoán đổi với một con lợn.
Những thí nghiệm này được thực hiện bằng cách sử dụng lợn biến đổi gen cung cấp từ Revivicor, một công ty con của United Therapeutics. Các con vật sở hữu những thay đổi di truyền giúp ngăn chặn sự đào thải ngay lập tức, cùng các cục máu đông và làm giảm nhẹ nhiều cuộc tấn công miễn dịch khác của cơ thể nhận tạng.
Dựa vào những tiến bộ khoa học công nghệ này, các bác sĩ phẫu thuật hiện đang phải tranh luận để xem thử nghiệm trên người đã sẵn sàng hay chưa và khi nào họ có thể thực hiện chúng.
"Chúng tôi đã có một chiếc Chevy. Bây giờ chúng tôi thậm chí có thể có một chiếc BMW. Vậy liệu chúng ta có cần đợi sở hữu hẳn một chiếc Ferrari không? Có một điểm mà ở đó, bạn muốn được lái thử nó", Devin Eckhoff, Trưởng khoa Cấy ghép tại Trường y tại Đại học Alabama ở Birmingham nói.
Tuy nhiên, trước khi nội tạng lợn có thể được thử nghiệm trên người, vẫn còn đó một số vấn đề chính cần khắc phục. Kết quả thử nghiệm trên khỉ hiện nay chưa nhất quán. Các quy định khoa học và pháp luật liên quan đến cấy ghép dị chủng chưa rõ ràng. Và vẫn còn đó các tranh luận xem liệu chúng ta nên chỉnh sửa những con lợn giống người bao nhiêu %, giống đến mức nào?
Công ty của Church, eGenesis, đã vượt qua những tai tiếng khi áp dụng công cụ chỉnh sửa gen CRISPR để tạo ra những con lợn có mức độ biến đổi lớn nhất từng xuất hiện.
Vào năm 2015, nhà đồng sáng lập và nhà khoa học trưởng Luhan Yang của họ đã chứng minh rằng cô có thể thực hiện 62 lần chỉnh sửa đồng thời, được sử dụng để vô hiệu hóa các virus tự nhiên ẩn nấp trong bộ gen của lợn.
Ngoài ra, Yang cho biết công ty của cô hiện đã có thể đẩy số chỉnh sửa lên gấp hai lần (cả cắt và thêm gen) để làm cho các nội tạng lợn ít có nguy cơ bị đào thải miễn dịch. Những thay đổi này có thể tương tự như những thay đổi được tạo ra bởi Revivicor. Cô đã gọi những con lợn của mình là động vật biến đổi gen tiên tiến nhất trên Trái Đất.
Những con lợn không chứa virus PERV của eGenesis được họ gọi là động vật biến đổi gen tiên tiến nhất trên Trái Đất
Vào năm 2017, trong cuộc trò chuyện với Viện Carnegie, Church tuyên bố rằng "chúng tôi hy vọng [các nội tạng lợn] sẽ được cấy ghép cho con người trong vòng một năm".
Nhưng mốc thời gian đó không hề thực tế. Yang tin rằng một thách thức lớn còn lại đối với lĩnh vực này là phải có được kết quả nhất quán trong các thí nghiệm cấy ghép từ lợn sang khỉ.
Mặc dù có những con khỉ đầu chó đã sống được nhiều tháng khi mang trong mình nội tạng lợn, nhưng một số con khác đã chết nhanh chóng. Các nhà nghiên cứu không hiểu tại sao. "Chúng tôi cảm thấy có một số lý do sinh học đằng sau điều đó", Yang nói. "Chúng tôi đang điều tra và cố gắng khắc phục".
Và để làm được điều đó, các nhà khoa học sẽ cần một số lượng lớn các cơ quan nội tạng từ lợn. Yang cho biết eGenesis đã sản xuất hơn 100 con lợn biến đổi gen để phục vụ cho các thí nghiệm ở Mỹ.
Trong khi đó, một đối tác của họ ở Trung Quốc là Qihan Biotech đã nuôi hàng trăm con với các thử nghiệm thay đổi di truyền khác nhau. Các quy định hiện tại không cho phép lợn biến đổi gen hoặc nội tạng của chúng được chuyển giao giữa các quốc gia.
"Tôi nghĩ rằng chúng ta sẽ học được nhiều hơn nữa khi chúng ta ghép nhiều cơ quan với cùng một sửa đổi, rồi quan sát cách chúng hoạt động", Markmann nói.
Khi đề cập đến các thí nghiệm cụ thể trên động vật, ở đây là lợn và khỉ đầu chó, các công ty đang cố gắng giữ bí mật nhất có thể. Họ không nói những con lợn đang được nuôi ở đâu và trong một cuộc phỏng vấn, Markmann thậm chí còn không nói ra từ "khỉ", thay vào đó ông ấy sử dụng thuật ngữ "động vật lớn".
Tổ chức bảo vệ quyền động vật PETA cho biết họ phản đối nghiên cứu này vì "lợn là những sinh vật, chứ không phải phụ tùng thay thế".
Đến bao giờ chúng ta có thể chuyển từ thí nghiệm trên khỉ sang người?
Vẫn còn nhiều tranh luận về việc có bao nhiêu thay đổi di truyền là thực sự cần thiết. Muhammad Mohiuddin, giám đốc chương trình cấy ghép tim cho Trường Y thuộc Đại học Maryland, tin rằng việc loại bỏ các gen virus là "quá đà", và có thể gây hại cho động vật nếu nó dẫn đến những tác động ngoài ý muốn.
Thay vào đó, ông nghĩ rằng điểm ngọt ngào sẽ chỉ là 8 hoặc 9 lần chỉnh sửa gen để sinh ra một con lợn có nhiều cơ quan nội tạng có thể sử dụng, thay vì tạo ra một con lợn cung cấp tim riêng và một con khác để cung cấp thận riêng. "Nếu không, các cơ quan sẽ bị lãng phí", ông nói.
Markmann thì đặt niềm tin rất lớn vào các thí nghiệm đã được công bố trước đây trên khỉ. Nghiên cứu của chính ông cũng đem lại lạc quan rằng những con lợn được chỉnh sửa gen sẽ trở thành nguồn cung cấp nội tạng hữu hiệu cho con người.
"Thực tế là đã có những nội tạng lợn sống sót trong sáu tháng hoặc một năm, hoặc một vài năm. Đó là điều thực sự phi thường, nói lên rằng điều này có thể được hiện thực hóa", ông nói. "Mọi người đều thấy rằng chúng ta đang đứng ở một điểm thuận lợi lớn mang tính bước ngoặt".
Tham khảo Technologyreview