Khi các phần lớn mô xương bị mất do ung thư, các bệnh khớp đau đớn như viêm khớp dạng thấp, thoái hóa khớp, hoặc do nhiễm trùng – khả năng tự phục hồi của cơ thể thường không đủ. Điều này có thể dẫn đến suy giảm chức năng nghiêm trọng và khiến bệnh nhân phải cần đến ghép mô xương.

Theo ước tính, mỗi năm trên thế giới có hơn 2 triệu người cần được ghép mô xương. Hiện nay, các kỹ thuật phổ biến chủ yếu dựa vào việc sử dụng tế bào hoặc mô của chính bệnh nhân để sửa chữa hoặc tái tạo xương. Theo nhóm nghiên cứu, phương pháp này không chỉ gây nhiều đau đớn cho người bệnh mà còn kéo theo chi phí y tế rất lớn cho xã hội.

Công nghệ không phụ thuộc từng bệnh nhân

“Các mảnh ghép cá thể hóa cho từng bệnh nhân vừa tốn kém, vừa mất nhiều thời gian và không phải lúc nào cũng thành công. Một cách tiếp cận ‘phổ quát’ trong kỹ thuật mô, với quy trình sản xuất ổn định và có thể lặp lại, sẽ mang lại nhiều lợi thế lớn. Trong nghiên cứu này, chúng tôi giới thiệu chính xác một phương pháp như vậy và cho thấy những bước tiến quan trọng hướng tới công nghệ không phụ thuộc từng bệnh nhân,” ông Alejandro Garcia Garcia, nhà nghiên cứu liên kết trong lĩnh vực sinh học xương phân tử tại Đại học Lund, cho biết.

Trong nghiên cứu, các nhà khoa học đã tạo ra mô sụn trong phòng thí nghiệm, sau đó loại bỏ hoàn toàn tế bào – một quy trình được gọi là “khử tế bào” (decellularization). Quá trình này vẫn giữ lại được chất nền ngoại bào, tức cấu trúc nâng đỡ tự nhiên bao quanh tế bào trong mô, vốn vừa đóng vai trò khung đỡ, vừa là hệ thống truyền tín hiệu sinh học.

Các yếu tố tăng trưởng được “gắn” sẵn trong cấu trúc sụn còn lại, giúp cung cấp chỉ dẫn cho chính các tế bào của cơ thể về cách sửa chữa và tái tạo mô bị tổn thương theo từng bước.

“Cấu trúc sụn mà chúng tôi phát triển dựa trên các dòng tế bào ổn định, được kiểm soát chặt chẽ và có khả năng tái lập cao. Nó có thể kích thích hình thành xương mà không gây ra phản ứng miễn dịch mạnh,” ông Paul Bourgine, người đứng đầu nghiên cứu, chia sẻ. “Chúng tôi cho thấy có thể tạo ra một mảnh ghép ‘sẵn sàng sử dụng’, hay còn gọi là ‘off-the-shelf’, có khả năng tương tác với hệ miễn dịch và sửa chữa các khiếm khuyết xương lớn.”

Theo ông Bourgine, việc vật liệu này có thể được sản xuất trước và lưu trữ là một bước tiến quan trọng hướng tới ứng dụng lâm sàng trong tương lai của ghép mô xương ở người.

Bước tiếp theo: mở rộng quy mô và chuẩn hóa

Ưu điểm lớn của phương pháp này là cấu trúc sụn có thể được sản xuất hàng loạt và sử dụng cho nhiều bệnh nhân khác nhau, mà không cần phải thiết kế riêng cho từng cá nhân. Bước tiếp theo của nhóm nghiên cứu là thử nghiệm phương pháp trên người, đồng thời xây dựng kế hoạch mở rộng quy mô và chuẩn hóa quy trình sản xuất.

“Chúng tôi cần xác định loại tổn thương nào sẽ được thử nghiệm đầu tiên, chẳng hạn như các khuyết hổng xương nghiêm trọng ở xương dài của tay và chân,” ông Garcia Garcia cho biết. “Song song với đó là chuẩn bị đầy đủ hồ sơ cho việc đánh giá đạo đức và phê duyệt của các cơ quan quản lý để tiến hành thử nghiệm lâm sàng. Đồng thời, chúng tôi đang xây dựng một quy trình sản xuất có thể triển khai ở quy mô lớn, nhưng vẫn đảm bảo chất lượng và độ an toàn cao, đồng nhất cho mỗi mảnh ghép.”