Khoa học đã tiến đến mức nào trong sản xuất máu nhân tạo?
Các nhà khoa học đang khám phá công nghệ sản xuất máu nhân tạo trong bối cảnh thiếu máu ngày càng trở thành một vấn đề nghiêm trọng.
Theo Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), hàng triệu người trên toàn cầu tử vong mỗi năm do thiếu máu, đặc biệt là ở các nước có hệ thống y tế kém phát triển. Máu đóng vai trò quan trọng trong việc vận chuyển oxy, đào thải chất độc hại và duy trì hoạt động sống của cơ thể.
Vào năm 2022, một thử nghiệm lâm sàng quan trọng đã diễn ra khi các nhà khoa học sử dụng máu nuôi cấy trong phòng thí nghiệm để truyền vào cơ thể con người. Công nghệ này được kỳ vọng sẽ giúp ích cho những bệnh nhân có nhóm máu hiếm, vốn rất khó tìm người hiến tặng phù hợp.
Ngoài ra, các nhà nghiên cứu cũng đang phát triển máu tổng hợp – một loại chất thay thế máu hoàn toàn nhân tạo, có thể hỗ trợ y học cấp cứu, phẫu thuật và truyền máu. Vậy những công nghệ này đã tiến bộ đến đâu?
Ảnh minh họa: Unsplash
Máu nhân tạo là gì?
Thuật ngữ "máu nhân tạo" bao gồm hai loại chính: máu nuôi cấy trong phòng thí nghiệm và máu tổng hợp. Trong đó, máu tổng hợp là một chất thay thế hoàn toàn do con người tạo ra, không chứa tế bào người mà chỉ bao gồm các phân tử mô phỏng chức năng của tế bào máu. Loại máu này được thiết kế để cung cấp oxy nhanh chóng, đặc biệt hữu ích trong các tình huống khẩn cấp hoặc trên chiến trường.
Quân đội Mỹ đã đầu tư 46 triệu USD vào dự án phát triển ErythroMer, một loại máu tổng hợp có thể lưu trữ ổn định mà không cần làm lạnh. Sản phẩm này đang trong quá trình nghiên cứu để đánh giá tính an toàn và hiệu quả.
Mặt khác, máu nuôi cấy trong phòng thí nghiệm được tạo ra từ tế bào gốc của con người, giúp cung cấp nguồn máu ổn định hơn cho những bệnh nhân cần truyền máu thường xuyên.
Quá trình tạo máu nuôi cấy trong phòng thí nghiệm
Máu nuôi cấy được sản xuất bằng cách sử dụng tế bào gốc tạo máu – loại tế bào có khả năng phát triển thành nhiều loại tế bào máu khác nhau. Chúng được lấy từ tủy xương hoặc máu của người hiến tặng, sau đó được nuôi trong môi trường phòng thí nghiệm đặc biệt với các yếu tố tăng trưởng để kích thích sự phát triển.
Sau vài tuần, tế bào gốc biến đổi thành hồng cầu trưởng thành, có chức năng tương tự như hồng cầu tự nhiên. Các nhà khoa học đang nghiên cứu cách chỉnh sửa gen để tạo ra máu có thể truyền cho bất kỳ ai mà không cần lo ngại về sự tương thích nhóm máu.
Những rào cản trong sản xuất máu nhân tạo
Dù đạt được nhiều tiến bộ, máu nhân tạo vẫn chưa thể sản xuất ở quy mô lớn do chi phí cao. Năm 2013, việc sản xuất một đơn vị máu nuôi cấy trong phòng thí nghiệm có giá hơn 90.000 USD. Hiện nay, chi phí này đã giảm xuống dưới 5.000 USD, nhưng vẫn đắt hơn nhiều so với máu hiến tặng, vốn chỉ khoảng 215 USD mỗi đơn vị tại Mỹ vào năm 2019.
Năm 2022, Anh đã tiến hành thử nghiệm truyền tế bào hồng cầu nuôi cấy vào cơ thể người tình nguyện. Nhật Bản cũng thử nghiệm các túi hemoglobin nhân tạo với 12 tình nguyện viên, đánh giá khả năng vận chuyển oxy của chúng. Dù có một số phản ứng phụ nhẹ như sốt và phát ban, không có tác dụng nghiêm trọng nào được ghi nhận.
WHO cho biết nhu cầu máu toàn cầu rất lớn, nhưng nguồn cung còn hạn chế, đặc biệt tại các nước thu nhập thấp. Việc tạo ra máu nhân tạo có thể giúp cải thiện tình trạng thiếu hụt này, nhất là trong các tình huống khẩn cấp như chiến tranh, đại dịch hoặc thiên tai.
