Ghép tạng có thể cứu sống nhưng cũng có những vấn đề như thời gian chờ đợi lâu và khả năng bị từ chối cao. Các nhà khoa học của Đại học Stanford đã thực hiện một bước quan trọng trong việc tạo ra các cơ quan mới theo yêu cầu, sau khi đạt được hợp đồng và tài trợ thử nghiệm để in 3D trái tim người và cấy ghép nó vào một con lợn sống.
Khi các cơ quan của bệnh nhân bắt đầu suy yếu, thường là lựa chọn duy nhất là một sự cấy ghép. Mặc dù cấy ghép có thể cứu sống nhưng đó không phải là câu trả lời đơn giản - nội tạng hiến tặng đang thiếu hụt, nghĩa là nhiều bệnh nhân chết trong danh sách chờ. Ngay cả khi tìm thấy cơ quan phù hợp, hệ thống miễn dịch của người nhận sẽ coi các tế bào của cơ quan đó là vật lạ và tấn công chúng, dẫn đến đào thải. Thuốc ức chế miễn dịch có thể ngăn chặn điều này xảy ra, nhưng điều này có thể khiến bệnh nhân dễ mắc các bệnh khác.
Giải pháp lý tưởng là trích xuất tế bào gốc từ bệnh nhân và sử dụng chúng để in 3D một cơ quan hoàn toàn mới. Điều này không chỉ có thể được thực hiện bất cứ khi nào cần thiết mà vì chúng được tạo ra từ tế bào của chính người nhận nên việc đào thải nội tạng sẽ chỉ là chuyện quá khứ. Công nghệ cần thiết để hiện thực hóa tầm nhìn này đã phát triển đều đặn trong những năm gần đây, bao gồm khả năng in mạch máu vào các mô này.
Bây giờ, chúng tôi đã thực hiện một bước quan trọng hướng tới tương lai khả thi này. Một nhóm các nhà khoa học của Đại học Stanford đã được Cơ quan Dự án Nghiên cứu Tiên tiến-H (ARPA-H) trao hợp đồng liên bang trị giá 26,3 triệu USD để in sinh học một quả tim người có chức năng và cấy nó vào lợn sống để kiểm tra tính khả thi của quy trình như vậy.
Mark Skylar-Scott, nhà nghiên cứu chính của dự án, cho biết: "Đây thực sự là một nỗ lực ở cấp độ siêu sao, nhưng nguyên liệu thô để in sinh học một cơ quan con người hoàn chỉnh và phức tạp hiện đã sẵn sàng. Với mạch máu, có khả năng tạo ra những khối mô dày lớn có thể được cấy ghép và tồn tại. Điều này bắt đầu kỷ nguyên chế tạo sinh học nội tạng. "
Nhóm dự định sử dụng ngân hàng phản ứng sinh học tự động để phát triển tất cả các loại tế bào cần thiết để tạo nên trái tim con người, bao gồm tế bào cơ tim tâm thất và tâm nhĩ (chịu trách nhiệm co bóp khi tim đập), tế bào nốt tạo ra tín hiệu điện và hoạt động như máy điều hòa nhịp tim tự nhiên, tế bào hình thành sợi Purkinje (dẫn các tín hiệu điện này), tế bào cơ trơn, tế bào miễn dịch gọi là đại thực bào và tế bào nội mô mạch máu. Những hỗn hợp tế bào này sau đó có thể được đưa vào máy in sinh học và được sử dụng làm "mực" để in 3D một trái tim con người có đầy đủ chức năng.
Nhóm nghiên cứu cho biết những lò phản ứng sinh học này sẽ có thể tạo ra hàng tỷ tế bào khác nhau, đủ để in một trái tim mỗi hai tuần. Những quả tim này sẽ được thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, cải tiến để chuẩn bị cho cuộc thử nghiệm cuối cùng trên lợn sống với hy vọng rằng chúng sẽ giữ cho các con vật sống sót.
Skyler-Scott cho biết: "Chúng tôi sẽ thực hành, thực hành, thực hành với số lượng tế bào khổng lồ này để tìm hiểu tất cả các quy tắc thiết kế của trái tim và tối ưu hóa chúng trong toàn bộ trái tim."
Mặc dù nhóm hy vọng sẽ tiến hành các thí nghiệm trên lợn trong vòng 5 năm tới nhưng các thử nghiệm cuối cùng trên người có thể còn nhiều năm nữa. Tuy nhiên, những thử nghiệm này là nghiên cứu chứng minh khái niệm cần thiết trên con đường in sinh học các cơ quan mới bằng cách sử dụng tế bào của chính bạn.