Các nhà khoa học Viện Đại học British Columbia (UBC) đã in 3D tế bào tinh hoàn của con người và xác định những dấu hiệu ban đầu đầy hứa hẹn về khả năng sản xuất tinh trùng.
Các nhà nghiên cứu, dẫn đầu bởi trợ lý giáo sư tiết niệu của UBC, Tiến sĩ Ryan Flannigan, hy vọng một ngày nào đó kỹ thuật này sẽ đưa ra giải pháp cho những người đang sống với các dạng vô sinh nam hiện nay không thể điều trị được.
“Vô sinh ảnh hưởng đến 15% các cặp vợ chồng và yếu tố nam giới là nguyên nhân góp phần gây ra ít nhất một nửa số trường hợp đó”, tiến sĩ Flannigan, người có phòng thí nghiệm có trụ sở tại Trung tâm Tuyến tiền liệt Vancouver tại Bệnh viện Đa khoa Vancouver cho biết.
Kỹ thuật này sẽ đưa ra giải pháp cho những người đang sống với các dạng vô sinh nam mà không thể điều trị được.
"Chúng tôi đang in 3D những tế bào này thành một cấu trúc rất cụ thể mô phỏng cấu trúc giải phẫu của con người, mà chúng tôi nghĩ là cách tốt nhất để kích thích sản xuất tinh trùng. Nếu thành công, điều này có thể mở ra cánh cửa cho các phương pháp điều trị khả năng sinh sản mới cho các cặp vợ chồng hiện không còn lựa chọn nào khác".
Trong tinh hoàn của con người, tinh trùng được sản xuất bởi các ống nhỏ được gọi là ống nửa lá kim. Trong dạng vô sinh nam nghiêm trọng nhất, được gọi là chứng azoospermia không do tắc nghẽn (NOA), không tìm thấy tinh trùng trong quá trình xuất tinh do giảm sản xuất tinh trùng trong các cấu trúc này.
Trong khi trong một số trường hợp, bác sĩ có thể giúp bệnh nhân NOA bằng cách thực hiện phẫu thuật tìm tinh trùng cực hiếm, bác sĩ Flannigan cho biết thủ thuật này chỉ thành công khoảng một nửa thời gian.
"Thật không may, đối với một nửa còn lại của những cá nhân này, họ không có bất kỳ lựa chọn nào vì chúng tôi không thể tìm thấy tinh trùng cho họ".
Đó là những bệnh nhân mà nhóm của bác sĩ Flannigan hy vọng sẽ giúp được.
Đối với nghiên cứu gần đây, các nhà nghiên cứu đã thực hiện sinh thiết để thu thập tế bào gốc từ tinh hoàn của một bệnh nhân sống chung với NOA. Sau đó, các tế bào được nuôi cấy và in 3D lên đĩa petri thành một cấu trúc hình ống rỗng giống như các ống bán lá kim sản xuất tinh trùng.
Mười hai ngày sau khi in, nhóm nghiên cứu nhận thấy rằng các tế bào đã sống sót. Không chỉ vậy, chúng đã trưởng thành thành một số tế bào chuyên biệt liên quan đến sản xuất tinh trùng và đang cho thấy sự cải thiện đáng kể trong việc duy trì tế bào gốc sinh tinh - cả hai đều là dấu hiệu ban đầu của khả năng sản xuất tinh trùng. Kết quả của nghiên cứu gần đây đã được công bố trên tạp chí Khoa học về khả năng sinh sản và vô sinh .
Tiến sĩ Flannigan cho biết: "Đó là một cột mốc quan trọng khi chứng kiến những tế bào này tồn tại và bắt đầu biệt hóa. Còn một chặng đường dài phía trước, nhưng điều này khiến nhóm của chúng tôi rất hy vọng".
Nhóm nghiên cứu hiện đang làm việc để "huấn luyện" các tế bào được in thành sản xuất tinh trùng. Để làm được điều này, chúng sẽ cho các tế bào tiếp xúc với các chất dinh dưỡng và yếu tố tăng trưởng khác nhau, đồng thời tinh chỉnh sự sắp xếp cấu trúc để tạo điều kiện thuận lợi cho sự tương tác giữa tế bào với tế bào.
Nếu họ có thể nhận được các tế bào để sản xuất tinh trùng, những tinh trùng đó có thể được sử dụng để thụ tinh với trứng bằng phương pháp thụ tinh trong ống nghiệm, cung cấp một lựa chọn điều trị hiếm muộn mới cho các cặp vợ chồng.
Chương trình nghiên cứu của Tiến sĩ Flannigan cũng đã làm sáng tỏ những cơ chế di truyền và phân tử góp phần tạo ra NOA. Họ đã sử dụng các kỹ thuật giải trình tự tế bào đơn khác nhau để hiểu biểu hiện gen và đặc điểm của từng tế bào riêng lẻ, sau đó áp dụng mô hình tính toán của dữ liệu này để hiểu rõ hơn về nguyên nhân gốc rễ của tình trạng bệnh và xác định các lựa chọn điều trị mới. Công việc có tính hợp tác cao, có sự tham gia của các nhà nghiên cứu UBC về khoa học máy tính, toán học và kỹ thuật, cũng như các hợp tác quốc tế.
Tiến sĩ Flannigan cho biết: “Càng ngày, chúng tôi càng biết rằng có nhiều nguyên nhân khác nhau gây ra vô sinh và mỗi trường hợp đều rất cụ thể. Với ý nghĩ đó, chúng tôi đang áp dụng phương pháp tiếp cận y học chính xác, được cá nhân hóa - chúng tôi lấy các tế bào từ bệnh nhân, cố gắng hiểu những điểm bất thường nào là duy nhất của họ, sau đó in 3D và hỗ trợ các tế bào theo cách khắc phục những khiếm khuyết ban đầu đó".