Khỉ đầu chó con mặc áo choàng lưới và có vẻ đang ngồi thẳng. Eli Katz, người đang cho tôi xem hình ảnh qua cuộc gọi Zoom, nói: “Cô gái nhỏ này… trông khá triết lý.

Katz, giám đốc y tế của công ty công nghệ sinh học eGenesis cho biết, con khỉ đầu chó này là con đầu tiên được ghép tim từ một con lợn trẻ được chỉnh sửa gen như một phần của nghiên cứu mở đường cho việc cấy ghép tương tự ở trẻ sơ sinh.

Công ty có trụ sở tại Cambridge, Massachusetts, đã phát triển một kỹ thuật sử dụng công cụ chỉnh sửa gen CRISPR để thực hiện khoảng 70 chỉnh sửa đối với bộ gen của lợn. Nhóm nghiên cứu cho biết những chỉnh sửa này sẽ cho phép các cơ quan được cấy ghép thành công vào người. Ngay trong năm tới, eGenesis hy vọng sẽ ghép tim lợn cho những đứa trẻ bị dị tật tim nghiêm trọng. Mục đích là để họ có thêm thời gian chờ đợi trái tim con người. 

Trước khi điều đó xảy ra, nhóm tại eGenesis sẽ thực hành trên 12 con khỉ đầu chó sơ sinh. Cho đến nay, hai ca phẫu thuật như vậy đã được thực hiện. Không có con vật nào sống sót sau vài ngày.

Nhưng công ty vẫn lạc quan, cũng như những công ty khác trong lĩnh vực này. Robert Montgomery, giám đốc Viện Cấy ghép NYU Langone, người từng làm việc với công ty đối thủ United Therapeutics, cho biết nhiều người nhận ca ghép gan đầu tiên cũng không thể sống sót nhưng kể từ đó, hàng nghìn người đã được hưởng lợi từ những ca cấy ghép như vậy. Ông nói, những đứa trẻ sinh ra mắc bệnh tim đại diện cho “một cộng đồng lớn cần được chú ý vì rất nhiều người trong số họ đã chết”.

Rủi ro chỉnh sửa

Chỉ riêng ở Mỹ đã có hơn 100,000 người đang chờ được ghép tạng. Hằng ngày, khoảng 17 người trong số họ chết. Các nhà nghiên cứu đang khám phá nhiều lựa chọn, bao gồm khả năng in sinh học các cơ quan hoặc phát triển các cơ quan mới bên trong cơ thể con người. Cấy ghép nội tạng động vật là một giải pháp thay thế tiềm năng khác nhằm đáp ứng nhu cầu.

Ý tưởng sử dụng nội tạng và mô từ động vật, được gọi là cấy ghép xeno, đã có từ lâu đời. thí nghiệm đầu tiên đã được thực hiện vào thế kỷ 17. Những nỗ lực gần đây hơn đã được thực hiện vào những năm 1960 và một lần nữa vào những năm 1990. Nhiều người trong số này sử dụng nội tạng từ khỉ và khỉ đầu chó. Nhưng vào đầu những năm 1990, đã có sự đồng thuận rằng lợn là ứng cử viên tài trợ tốt nhất, Montgomery nói. 

Loài linh trưởng rất quý giá - chúng là loài động vật thông minh trải qua những cảm xúc phức tạp. Chỉ một số lượng nhỏ có thể được sử dụng cho nghiên cứu của con người và dù sao đi nữa, chúng sinh sản chậm. Họ cũng có nhiều khả năng truyền vi-rút có hại. Mặt khác, con người đã biết nhiều về cách chăn nuôi lợn và nội tạng của chúng có kích thước phù hợp với con người.

Nhưng việc chuyển nội tạng giữa các loài động vật khác nhau không hề đơn giản. Ngay cả các cơ quan của người khác cũng có thể bị hệ thống miễn dịch của người nhận từ chối và các mô của động vật có nhiều thành phần hơn mà hệ thống miễn dịch của chúng ta sẽ coi là “ngoại lai”. Điều này có thể khiến cơ quan này bị các tế bào miễn dịch tấn công. Ví dụ, cũng có khả năng truyền virus cùng với cơ quan đó. Ngay cả khi động vật hiến tặng không bị nhiễm bệnh, nó vẫn sẽ có “retrovirus nội sinh”—mã di truyền của các loại virus cổ xưa đã được tích hợp vào DNA của nó từ lâu.

Những virus này không gây ra vấn đề gì cho vật chủ là động vật của chúng. Nhưng có khả năng chúng có thể gây nhiễm trùng ở loài khác. Chris Gyngell, nhà đạo đức sinh học tại Viện nghiên cứu trẻ em Murdoch ở Melbourne, Australia, cho biết: “Có nguy cơ các loại virus đặc hữu ở động vật sẽ tiến hóa ở người và trở nên nguy hiểm”.

Nhóm tại eGenesis đang sử dụng CRISPR để giải quyết rủi ro này. Mike Curtis, chủ tịch và giám đốc điều hành của eGenesis cho biết: “Bạn có thể sử dụng CRISPR-Cas9 để vô hiệu hóa 50 đến 70 bản sao retrovirus trong bộ gen”. Ông nói rằng các chỉnh sửa này ngăn chặn khả năng sao chép của retrovirus.

Các nhà khoa học tại công ty cũng thực hiện các chỉnh sửa gen khác. Một số có tác dụng “hạ gục” các gen lợn có sản phẩm protein kích hoạt phản ứng miễn dịch có hại ở người. Và các thành viên trong nhóm chèn bảy gen của con người mà họ tin rằng sẽ làm giảm khả năng cơ quan này bị hệ thống miễn dịch của người nhận từ chối. Nói chung, “chúng tôi đang tạo ra những người hiến tặng [nội tạng] với hơn 70 lần chỉnh sửa,” Curtis nói.

Nhóm thực hiện những chỉnh sửa này trên nguyên bào sợi của lợn – các tế bào được tìm thấy trong mô liên kết. Sau đó, họ lấy nhân chứa DNA của các tế bào đã được chỉnh sửa và đưa vào tế bào trứng lợn. Phôi thu được sẽ được cấy vào tử cung của lợn trưởng thành. Cuối cùng, heo con được nhân bản vô tính sẽ được sinh ra bằng phương pháp sinh mổ. “Đó chính là công nghệ đã được sử dụng để nhân bản Dolly vào những năm 90,” Curtis nói, đề cập đến con cừu nổi tiếng là động vật đầu tiên được nhân bản từ tế bào trưởng thành.

eGenesis có khoảng 400 con lợn nhân bản được nuôi dưỡng tại một cơ sở nghiên cứu ở Trung Tây (anh ấy miễn cưỡng tiết lộ địa điểm chính xác vì các cơ sở này đã trở thành mục tiêu của những người biểu tình vì quyền động vật). Và đầu năm ngoái, công ty đã thành lập cơ sở “sạch” để sản xuất nội tạng phù hợp cho con người. Bất cứ ai vào đều phải tắm và mặc đồ bảo hộ để tránh mang theo côn trùng có thể lây nhiễm cho lợn. Curtis cho biết 200 con lợn hiện đang ở trung tâm này sống theo nhóm từ 15 đến 25 con: “Về cơ bản, nó giống như một chuồng trại rất sạch sẽ. Chúng tôi kiểm soát tất cả nguồn cấp dữ liệu đi vào và chúng tôi có khả năng kiểm soát chất thải cũng như kiểm soát luồng không khí.” Không có bùn.

Curtis cho biết những con lợn không được sử dụng nội tạng sẽ được nghiên cứu chặt chẽ. Công ty cần hiểu nhiều chỉnh sửa gen mà họ thực hiện ảnh hưởng như thế nào đến động vật trong suốt cuộc đời của nó. Nhóm nghiên cứu cũng muốn biết liệu gen của con người có tiếp tục được biểu hiện theo thời gian hay không. Curtis cho biết một số con lợn đã hơn bốn tuổi. “Cho đến nay, mọi chuyện có vẻ ổn,” anh nói thêm. 

Các biến chứng

Khi nói đến cấy ghép nội tạng, kích thước rất quan trọng. Các bác sĩ phẫu thuật cẩn thận điều chỉnh kích thước trái tim của người hiến tặng phù hợp với kích thước của người nhận. Curtis cho biết, khỉ đầu chó con rất nhỏ, chỉ có trái tim lấy từ những con lợn từ một đến hai tháng tuổi mới phù hợp. Một khi chúng được cấy ghép, trái tim dự kiến ​​sẽ phát triển cùng với khỉ đầu chó.

Chú khỉ đầu tiên được ghép tim lợn chưa đầy một tuổi đã chết sau một ngày phẫu thuật. Curtis nói: “Đó là một biến chứng của phẫu thuật. Ông cho biết ống truyền tĩnh mạch cung cấp chất lỏng thiết yếu cho khỉ đầu chó đã bị tắc. “Con vật phải được an tử.”

Con khỉ đầu chó thứ hai được phẫu thuật vài tháng sau đó. Nhóm nghiên cứu đã gặp phải một biến chứng phẫu thuật khác: lần này, các bác sĩ phẫu thuật không thể nối các mạch máu của khỉ đầu chó với các mạch máu trong nội tạng của lợn. Con khỉ đầu chó chết chín ngày sau ca phẫu thuật.

Trong cả hai trường hợp, “tim đều đập tốt,” Curtis nói. “Cho đến nay, hai kết quả đầu tiên rất đáng khích lệ về hoạt động của tim… trái tim trông vẫn ổn.” Ông nói, các bác sĩ phẫu thuật thực hiện các ca phẫu thuật này tự tin rằng họ sẽ có thể tránh được các biến chứng phẫu thuật trong tương lai.

Những lựa chọn khó khăn

Sau khi thử nghiệm khỉ đầu chó hoàn tất, nhóm nghiên cứu tại eGenesis muốn cung cấp tim lợn cho những em bé dưới hai tuổi sinh ra mắc bệnh tim nghiêm trọng. Những đứa trẻ như vậy có các lựa chọn điều trị hạn chế – số lượng trái tim người có kích thước phù hợp rất ít và một số thiết bị dùng để điều trị bệnh tim ở người lớn không phù hợp với trẻ nhỏ có trái tim nhỏ.

Curtis hy vọng tim lợn ban đầu có thể được sử dụng như một biện pháp tạm thời cho những đứa trẻ như vậy - về cơ bản là giúp chúng có thêm thời gian chờ đợi trái tim người được hiến tặng. Sau khi tìm được người nhận tiềm năng, công ty có thể xin Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ chấp thuận phẫu thuật.

Các nhà đạo đức học sẽ chỉ ra rằng trẻ sơ sinh sẽ không thể đồng ý phẫu thuật. Syd Johnson, nhà đạo đức sinh học tại Đại học Y Upstate ở Syracuse, New York, cho biết quyết định đó sẽ thuộc về người chăm sóc họ, những người có thể sẽ rơi vào tình huống nghiêm trọng. Cô nói: “Đây là những bậc cha mẹ đang tuyệt vọng tìm kiếm bất cứ điều gì có thể cứu sống con họ.

Nhưng Gyngell cho rằng nên tập trung vào việc ai được lợi nhiều nhất từ ​​quy trình thử nghiệm như thế này. Ông nói: “Thực tế là bệnh nhân nhi có nhu cầu khám chữa bệnh lớn hơn vì có rất ít lựa chọn khác dành cho họ.

Montgomery, người nhận được trái tim người được hiến tặng, đồng ý. Anh ấy nói rằng anh ấy ủng hộ các mục tiêu của eGenesis. Ông nói: “Những đứa trẻ mắc bệnh tim bẩm sinh này… có tỷ lệ tử vong là 50%. “Việc đứa trẻ đó có sống hay không chỉ là việc tung đồng xu.”

Lý do đó không phù hợp với Johnson. Bà nói: “Một trăm phần trăm bệnh nhân được cấy ghép nội tạng động vật đã chết [ngay sau khi phẫu thuật]—đó là một sự thật không thể tránh khỏi. .” David Bennett Sr., người sống đầu tiên nhận được tim lợn chỉnh sửa gen vào năm 2022, chết hai tháng sau đó. 

Johnson cho biết có nhiều rủi ro hơn khi sử dụng nội tạng từ động vật được chỉnh sửa gen. Chúng tôi vẫn không biết liệu những sửa đổi di truyền này có thể ảnh hưởng đến người nhận hay không, đặc biệt là về lâu dài. Cô nói: “Mong muốn làm điều gì đó để cứu những đứa trẻ [bị bệnh tim] này rõ ràng là rất mạnh mẽ đối với tất cả những người có liên quan”. “Nhưng chúng ta vẫn cần phải trung thực và minh bạch về những rủi ro là gì - và ở một mức độ nào đó, chúng vẫn chưa được biết đến”.

Chính Montgomery đã cấy ghép nội tạng lợn được chỉnh sửa gen vào những người trưởng thành được tuyên bố là chết não. Những cơ quan nội tạng đó - bao gồm thận và tim, trong tác phẩm chưa được xuất bản - là từ những con lợn do công ty đối thủ Revivicor lai tạo, được United Therapeutics mua lại. Các thí nghiệm chỉ diễn ra trong hai hoặc ba ngày, nhưng Montgomery có kế hoạch thực hiện một thí nghiệm tương tự ở những cá nhân sẽ được nghiên cứu trong một tháng sau khi cấy ghép. Cho đến nay, ông nói, “chúng tôi đã đạt được kết quả rất tốt.”

Ông tin rằng trẻ nhỏ có thể là ứng cử viên tốt hơn cho nội tạng lợn so với người lớn, vì hệ thống miễn dịch của chúng vẫn đang phát triển và do đó có thể ít có khả năng đào thải nội tạng này. “Họ có thể có mức độ khoan dung nhất định,” ông nói.

Con khỉ đầu chó thứ ba sẽ nhận được trái tim lợn vào tháng 12. Công ty có kế hoạch thực hiện ít nhất một ca phẫu thuật như vậy mỗi tháng cho đến khi phẫu thuật xong XNUMX con vật. Các thành viên trong nhóm hy vọng họ sẽ có thể khắc phục các vấn đề phẫu thuật và giúp khỉ đầu chó sống lâu hơn. Curtis cho biết một số loài linh trưởng không phải con người khác nhận được thận từ lợn chỉnh sửa gen đã sống sót được hơn một năm.

Montgomery nói: “Khi bạn đi tiên phong trong một điều gì đó mới mẻ, bạn sẽ phải trải qua một chặng đường học tập dốc.

Đính chính: Không có tinh trùng tham gia vào quá trình nhân bản.