Các nhà khoa học cuối cùng đã tìm ra cách làm đông lạnh não người, sau đó “rã đông” mà vẫn duy trì chức năng bình thường.
Bước đột phá này đạt được nhờ nhóm nghiên cứu của Zhi Cheng Shao tại Đại học Fudan ở Thượng Hải, Trung Quốc. Phát hiện mới của họ có thể sẽ cách mạng hóa lĩnh vực nghiên cứu các bệnh thần kinh.
Mô não đông lạnh lần đầu tiên được hồi sinh thành công. (Ảnh: Adobe Stock).
Thông thường, mô não sẽ không tồn tại được khi bị làm đông hay rã đá. Điều này trở thành một rào cản lớn trong việc nghiên cứu y học. Để thay đổi điều này, nhóm nghiên cứu đã sử dụng tế bào gốc phôi người để phát triển các organoids (cụm tế bào có thể phát triển và sinh sôi trong môi trường nuôi cấy) trong 3 tuần.
Điều này cho phép các tế bào thần kinh và tế bào gốc thần kinh phát triển. Các tế bào gốc có thể trở thành các loại tế bào não có chức năng khác nhau. Sau đó, các nhà khoa học đã đặt các chất hữu cơ này - có đường kính trung bình 4 mm - vào các hợp chất hóa học khác nhau như đường, chất chống đông.... Quá trình này nhằm xác định hợp chất nào có thể giúp giữ cho mô não người có thể đông lạnh và vẫn sinh trưởng sau khi rã đông.
Sau khi bảo quản các chất hữu cơ này trong nitơ lỏng ít nhất 24 giờ, nhóm nghiên cứu rã đông chúng và tìm ra những tế bào đã chết hoặc theo dõi sự sinh trưởng của các tế bào thần kinh trong 2 tuần tiếp theo.
Dựa trên tỷ lệ chết và tăng trưởng của tế bào, nhóm khoa học đã chọn ra các hợp chất tiềm năng nhất, thử các cách kết hợp khác nhau trong thử nghiệm đông lạnh và rã đông trên những organoids mới.
Sự kết hợp thành công nhất bao gồm methylcellulose, ethylene glycol, DMSO và Y27632, được gọi là MEDY. Các nhà khoa học cho rằng nó sẽ cản trở những nhân tố giết chết tế bào, cho phép các mô đóng băng và rã đông mà không xảy ra vấn đề gì.
Để kiểm tra tính hiệu quả của MEDY, nhóm nghiên cứu đã tiến hành một loạt thí nghiệm trên các cơ quan não ở nhiều độ tuổi khác nhau, từ 28 đến hơn 100 ngày tuổi.
Họ phát hiện ra các chất hữu cơ được rã đông vẫn gần giống với hình dáng, sự phát triển và chức năng của các chất hữu cơ chưa đông lạnh, ngay cả sau khi bị đông đá trong hợp chất MEDY suốt 18 tháng. Các kết quả tương tự cũng được quan sát thấy trên mô não người đông lạnh ở những vùng não khác nhau.
Các mô não rã đông được thể hiện thông qua kỹ thuật nhuộm miễn dịch huỳnh quang (MDHQ). (Ảnh: Weiwei Xue và cộng sự).
Cuối cùng, các nhà nghiên cứu đã lấy các khối mô não có kích thước 3 mm từ một bé gái 9 tháng tuổi bị động kinh và đặt vào MEDY, sau đó đông lạnh và rã đông chúng. Mô não này duy trì cấu trúc trước khi đông lạnh và vẫn hoạt động trong môi trường nuôi cấy ở phòng thí nghiệm, kéo dài ít nhất 2 tuần sau khi rã đông.
Theo các nhà nghiên cứu từ Đại học Surrey và Đại học Birmingham ở Anh, bước đột phá trong việc làm đông mô não người có thể giúp cải thiện các nghiên cứu về sự phát triển não bộ trong phòng thí nghiệm, phục vụ cho lĩnh vực sức khỏe.
João Pedro Magalhães tại Đại học Birmingham cho biết ông rất ấn tượng khi phương pháp của nhóm đã ngăn chặn thành công quá trình chết của tế bào và bảo tồn chức năng của chúng. “Chúng tôi hiểu rõ các tế bào não rất mỏng manh và nhạy cảm với căng thẳng”, ông nói.
Mặc dù phương pháp này vẫn cần nhiều nghiên cứu và sử dụng các mô lớn hơn, hiện đã có nhiều người dự đoán thành quả cuối cùng sẽ là thành công đóng băng toàn bộ não người.
Có nhà khoa học còn hình dung ra một tương lai nơi những bệnh nhân mắc bệnh nan y hoặc các phi hành gia du hành đến các hệ sao xa xôi có thể được bảo quản lạnh não. MEDY chính là “một bước tiến nhỏ” hướng tới mục tiêu đó.