Giống như một chiếc máy tính, cơ thể con người đôi khi cũng gặp trục trặc ở một số bộ phận, đặc biệt là khi chúng ta đã tuổi già, sức yếu. Cách giải quyết tốt nhất là gì? Có giống như việc đem chiếc laptop của bạn ra cửa hàng và thay mới những bộ phận trong đó, bao gồm RAM, chip, ổ cứng, màn hình…

Không có gì quá ngạc nhiên khi điều tương tự cũng có thể áp dụng với con người. Ước tính mỗi năm, trên toàn thế giới có tổng cộng gần 70.000 ca ghép thận, hơn 20.000 ca ghép gan, khoảng 5.400 ca ghép tim, 3.400 ca ghép phổi và 2.400 ca ghép tụy.

Tuy nhiên chỉ tính riêng ở Mỹ, vẫn còn đến hơn 100.000 người đang ở trong danh sách chờ ghép tạng và họ phải chịu đựng các triệu chứng và tác dụng phụ khủng khiếp. Khoảng 6.000 người trong số này qua đời mỗi năm trong khi vẫn đang chờ đợi trong vô vọng để có thể nhận được thận, tim hoặc phổi của người xấu số nào đó. Và đến tận lúc này, chúng ta mới thấy được tầm quan trọng của Xenotransplant, hay còn gọi là cấy ghép dị loại, là việc cấy ghép các tế bào, mô hoặc cơ quan sống từ loài này sang loài khác.

Các nhà nghiên cứu ở Mỹ đang từng bước đón nhận những thành công trong việc cấy ghép nội tạng của động vật biến đổi gene lên cơ thể con người. Động thái khiến nhiều người kinh sợ này kỳ thực lại đang làm thay đổi nhân loại và cách mà chúng ta duy trì sự sống cho hàng triệu người trong tương lai. Đó là vào tháng 10/2021, khi họ lần đầu tiên tiến hành ca ghép thận của giống lợn đã qua chỉnh sửa gene.

Trên thực tế, lợn vốn dĩ là động vật trọng tâm trong các cuộc nghiên cứu hàng thập kỷ gần đây để giải quyết tình trạng thiếu nội tạng của con người. Thế nhưng, một loại phân tử đường trong tế bào của chúng lại gây ra sự phản ứng thải ngay lập tức. Tuy nhiên, quả thận trong cuộc phẫu thuật lần này đến từ một con lợn đã qua chỉnh sửa gene được gọi là alpha-gal, đã được loại bỏ loại đường đó và tránh được sự tấn công của hệ thống miễn dịch.

Các bác sĩ đã gắn quả thận vào các mạch máu bên ngoài cơ thể của bệnh nhân đã chết não, có dấu hiệu rối loạn chức năng thận và quan sát nó trong vòng 2 ngày. Kết quả, thận đã hoạt động những gì nó cần phải làm, lọc chất thải và sản xuất nước tiểu, quan trọng hơn là không gây ra phản ứng đào thải. Đây được xem là một bước tiến lớn trong "giấc mơ" suốt hàng thập kỷ sử dụng nội tạng động vật cứu sống bệnh nhân của con người, từ đó kéo dài cuộc sống, hay thậm chí vươn đến "sự bất tử".

Ngày 7/1/2022, một cột mốc nữa tiếp tục được ghi nhận, khi David Bennett, một bệnh nhân 57 tuổi tại Maryland đã trở thành người đầu tiên được ghép tim lợn sau ca phẫu thuật lịch sử."Đó thực sự là một phép màu. Đó là những gì bố tôi cần", David, con trai bệnh nhân, nói hôm 9/1 - hai ngày sau ca phẫu thuật kéo dài sự sống của cha mình.

Đối với bệnh nhân 57 tuổi, ca cấy ghép này được xem là lựa chọn cuối cùng do ông đang trong tình trạng bệnh nặng và có sức khỏe rất kém. Ông đã nằm liệt giường suốt mấy tháng qua và phụ thuộc vào máy trợ tim. Lúc đầu, Bennett không muốn tham gia vào ca phẫu thuật thử nghiệm ghép tạng động vật. Ông lo sợ rủi ro do phẫu thuật và không muốn chết trên bàn mổ. Tuy nhiên, Bennett đã thay đổi ý định khi ông nhận ra rằng, mình có thể sẽ không bao giờ rời khỏi bệnh viện nếu không phẫu thuật.

"Hoặc là chết, hoặc là thực hiện ca cấy ghép này. Tôi muốn sống. Tôi biết đó là tia sáng le lói trong bóng tối, nhưng đó là lựa chọn cuối cùng của tôi", ông Bennett cho biết trước khi tiến hành phẫu thuật.

Bartley Griffith, bác sĩ trưởng - người chỉ đạo cuộc phẫu thuật còn nhớ như in cuộc đối thoại đầy xúc động giữa ông và bệnh nhân 57 tuổi - người phải đấu tranh tư tưởng để níu giữ lại cuộc sống đang dần trôi đi của mình. "Ông ấy nói rằng: Tôi thực sự muốn được ghép tim người". Tôi nói: "Tôi cũng muốn ông được ghép tim người. Việc lấy quả tim lợn đó ra khiến chúng tôi phát điên, nhưng lựa chọn do ông quyết định", bác sĩ Bartley kể lại, đồng thời nhấn mạnh rằng Bennett hoàn toàn đủ sáng suốt để hiểu rằng ông sẽ chết nếu không có trái tim mới thay thế.

Rốt cuộc, ca phẫu thuật kéo dài 9 tiếng đã được diễn ra. Các bác sĩ tiến hành thay thế trái tim của Bennett bằng tim của một con lợn 1 tuổi. Con lợn này đã được chỉnh sửa gene 10 lần, gồm 4 gene đã bị loại bỏ hoặc bất hoạt, bao gồm một gene mã hóa phân tử gây ra phản ứng thải ghép ở người, và được lai tạo đặc biệt cho mục đích ghép tạng.

Bác sĩ Mohiuddin, người cùng với bác sĩ Griffith thực hiện nhiều nghiên cứu dẫn đến quá trình cấy ghép, cho biết, một gene tăng trưởng cũng bị bất hoạt để ngăn tim lợn tiếp tục phát triển sau khi được cấy ghép vào cơ thể người. Ngoài ra, 6 gene người đã được đưa vào bộ gene của lợn hiến tặng và chỉnh sửa chúng để có khả năng chịu đựng tốt hơn đối với hệ thống miễn dịch của con người.

Bennett giờ đây đã có thể tự thở mà không cần máy thở, mặc dù ông vẫn cần tới một thiết bị ECMO để hỗ trợ thực hiện khoảng một nửa công việc bơm máu khắp cơ thể của tim. Ông đang dần hồi phục và thắp lại hy vọng được sống.

Trên thực tế, không chỉ Bennett, hàng triệu người khác trên thế giới cũng đã hòa chung niềm vui và hy vọng, khi chính bản thân họ, hoặc một trong những người thân xung quanh, người bố, người mẹ, hay người bạn... đang nằm trên giường bệnh để chờ đợi một phép màu tương tự.

Lần phẫu thuật thành công với Bennett, hay trước đó là ca ghép thận được thực hiện cuối năm 2021 khiến chúng ta tự hỏi rằng tại sao các nhà khoa học không làm điều đó sớm hơn?

Thật ra, phương pháp cấy ghép Xenotransplant - thứ nghe tựa như một khá niệm đến từ bộ phim khoa học viễn tưởng nào đó, đã được các bác sĩ và nhà khoa học nỗ lực phát triển trong suốt nhiều thập kỷ. Quay trở lại năm 1984, một bé sơ sinh có tên gọi là Stephanie Fae Beauclair, thường được gọi là "Baby Fae", đã ra đời với một dị tật tim bẩm sinh - thứ có thể giết chết cô bé trong vòng chưa đến một tuần.

Vào thời điểm đó, các ca cấy ghép sử dụng tim người cho trẻ sơ sinh gần như không thể thành công. Nhưng bác sĩ phẫu thuật của cô, Leonard Lee Bailey đã quyết định thử cấy ghép tim khỉ đầu chó để thay thế cho cô bé. Cuộc phẫu thuật bước đầu đã thành công, và được kỳ vọng sẽ mở ra một chương sử mới cho ngành y khoa. Thế nhưng Baby Fae đã qua đời chỉ 21 ngày sau đó khi trái tim mới của cô bị cơ thể từ chối, gây ra hàng loạt các phản ứng sốc phản vệ, mà nguyên nhân của nó không nằm ngoài dự đoán của nhà khoa học.

Hệ thống miễn dịch của chúng ta là một tập hợp phức tạp tuyệt vời của các tế bào và cơ quan giúp bảo vệ chúng ta chống lại bất kỳ vật thể lạ nào xâm nhập và gây bệnh. Điều này khiến những kẻ xâm nhập, chẳng hạn như virus hoặc vi khuẩn có hại, bị tấn công bởi các tế bào chuyên biệt cao. Thế nhưng không chỉ có virus, mỗi người chúng ta đều có hệ thống sinh lý định danh với khả năng nhận biết rằng cơ thể và các cơ quan nào là "của chúng ta" và các vật thể nào không phải.

Trong đa số trường hợp, hệ thống tự vệ này giúp chúng ta chống lại các tác nhân bên ngoài. Nhưng đối với cấy ghép, nó lại vô tình là rào cản, vì nhận ra cơ quan được cấy ghép là ngoại lai và tấn công nó. Để ngăn chặn điều này, bệnh nhân được cấy ghép từ người sang người thường phải được tiêm liều lượng lớn thuốc ức chế miễn dịch để làm suy giảm hệ thống miễn dịch và ngăn nó tấn công cơ quan được cấy ghép.

Thật không may, mặt trái của những bệnh nhân có hệ thống miễn dịch bị ức chế là họ ít có khả năng chống đỡ lại vi trùng, hay nói cách khác là dễ bị nhiễm trùng hơn. Với một hệ thống miễn dịch bị suy yếu, ngay cả những bệnh thông thường cũng có thể trở nên rất nghiêm trọng, và họ rất khó giữ được mạng sống.

Khi nói đến việc cấy ghép các bộ phận không phải của con người như tim, thận, dạ dày... của động vật vào cơ thể người, một khó khăn nữa lại nảy sinh. Vài giờ sau khi cấy ghép, ngay cả khi các loại thuốc ức chế miễn dịch được sử dụng, cái gọi là "hệ thống đào thải siêu cấp" thường xảy ra, khiến quá trình cấy ghép thất bại.

Trong một nỗ lực để khắc phục vấn đề này, các nhà nghiên cứu đã biến đổi gene của lợn để mang theo một gene người duy nhất, cho phép chúng tạo ra một loại "protein người" trên bề mặt các cơ quan nội tạng, với hy vọng rằng điều này sẽ đánh lừa hệ thống miễn dịch và nghĩ rằng cơ quan này là của con người, từ đó tránh được sự đào thải siêu cấp.

Tại sao lại là lợn, chứ không phải là các loài linh trưởng có cấu trúc cơ thể gần giống con người như khỉ, vượn, tinh tinh... hay một loài động vật nào khác? Đó là vì lợn có kích thước tương đương với chúng ta, dễ nuôi nhốt và các đặc điểm sinh lý của chúng cũng giống con người một cách đáng ngạc nhiên, dù ít có họ hàng với chúng ta hơn vượn và khỉ.

Đến nay, sau hàng thập kỷ nghiên cứu và đấu tranh với những phản đối từ dư luận, phương pháp Xenotransplant từ lợn đột biến gene lên cơ thể người mới bước đầu đạt được những thành quả mong đợi.

Ngày 23/12/1954, một nhóm phẫu thuật do bác sĩ Joseph E. Murray ở Bệnh viện Peter Bent Brigham, Boston (Mỹ) dẫn đầu đã thực hiện ca cấy ghép nội tạng người thành công đầu tiên trong lịch sử. Ca phẫu thuật - đơn giản chỉ là một quả thận được lấy ra khỏi cơ thể của một nam bệnh nhân khỏe mạnh và cấy ghép vào người em trai sinh đôi ốm yếu của anh ta - đã trở thành một cột mốc quan trọng trong biên niên sử của y học hiện đại, một thành tựu của nhân loại vào thời điểm đó.

Nhưng một trong những bác sĩ trẻ tuổi chứng kiến cuộc phẫu thuật ngày hôm đó đã nuôi dưỡng ước mơ về một cuộc cách mạng còn tham vọng hơn cả Murray. Đó là Robert J. White, khi ông mới 28 tuổi.

Theo Robert J. White, nhân loại không nên bằng lòng với việc thay thế từng cơ quan khi về mặt lý thuyết, có thể thay thế toàn bộ các cơ quan cùng một lúc - bằng cách cấy ghép hoàn toàn đầu của một bệnh nhân bị bệnh cho những cơ thể khác nhau.

Nếu đạt được điều này, con người có thể vươn tới trạng thái "bất tử", chỉ bằng cách thay thế các nội tạng hay bộ phận già yếu hay bị tổn thương bằng những bộ nhận có chức năng hoạt động bình thường.

Tuy nhiên, tư tưởng này đã vấp phải sự phản kháng mạnh mẽ từ dư luận, rằng liệu thực sự có thể được không, như Brandy Schillace - một nhà viết sách có đề cập tới trong tác phẩm của cô, để ...lấy đầu của một ai đó?

Rốt cuộc, White đã qua đời vào năm 2010 mà không bao giờ có được cơ hội thực hiện ca cấy ghép đầu mà ông mong muốn - ít nhất là trên cơ thể người. Trở lại vào lúc ấy, những ý niệm của White hay Murray có thể đã khiến người ta "rùng mình" khi nghĩ trong đầu, nhưng theo thời gian, thực tế đã phản ánh đúng về sự cấp thiết của nhân loại trước mối đe dọa mới liên quan tới nhu cầu cấy ghép nội tạng.

Với những tiến bộ vượt bậc của công nghệ, y tế hiện đại, đặc biệt là với những thành công mới đây trong lĩnh vực cấy ghép nội tạng từ động vật đột biến sang cơ thể người, nhiều khả năng quá trình cấy ghép não sẽ là "bài test" tiếp theo mà các nhà khoa học hướng đến. Mặc dù còn rất dài, song đây được xem là cột mốc quan trọng của nhân loại trong chặng đường hiện thực hóa giấc mơ đến với cánh cổng "bất tử".

Nội dung: Minh Khôi

Thiết kế: Nguyễn Vượng