Nuôi cấy các bộ phận cơ thể trong phòng thí nghiệm là một bước tiến lớn trong ngành sinh học. Một nghiên cứu mới đây, các nhà khoa học đã có thể chuyển thận được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm vào trong cơ thể động vật và bộ phận nuôi cấy mới này có thể đảm nhận vai trò lọc nước tiểu như một quả thận thông thường. Với thành công này, bài nghiên cứu được công bố trên trang PNAS đã đưa ra niềm hy vọng mới đối với các bệnh nhân suy thận.
Trên thế giới, số lượng các bệnh nhân suy thận giai đoạn cuối cần được thay thận ngày càng tăng. Các nhà khoa học Nhật Bản đã thành công trong việc tạo thận từ tế bào con người bằng cách sử dụng phương pháp organogenic niche (môi trường thích hợp phát sinh cơ quan).
Bằng cách thí nghiệm trên lợn, kết quả đã chứng minh rằng nhu động của niệu quản đã giải quyết các vấn đề quan trọng liên quan đến việc xây dựng các ống dẫn bài tiết nước tiểu và sự tăng trưởng dài hạn của thận phôi mà tế bào gốc tạo ra.
Thận là một trong những cơ quan khó nuôi cấy nhất vì thận có cấu trúc mô rất phức tạp, được đan xen bởi hệ thống mạch dẫn máu và nước tiểu. Điều này đã khiến các nhà khoa học phải tìm nhiều cách khác nhau để hiểu rõ cấu tạo của nội tạng đặc biệt này.
Một số nhà nghiên cứu đã thử nghiệm công nghệ 3D printing organs (công nghệ in 3D), và cũng có những nhóm các nhà khoa học khác đang xem xét sử dụng tế bào gốc trong việc phát triển thận mới.
Đối với nghiên cứu mới của các nhà khoa học Nhật Bản, họ tập trung vào phát triển de novo (quả thận hoàn chỉnh với đầy đủ chức năng từ tế bào gốc sử dụng phương pháp organogenic niche hoặc phương pháp blastocyst complementation (bổ sung phô nang).
Tuy nhiên, có một vấn đề mà thận được phát triển từ công nghệ tế bào gốc là việc tích tụ và bài tiết nước tiểu mà thận sản xuất ra chưa hiệu quả, dẫn đến hiện tượng ứ nước và gây phình nội tạng.
Để giải quyết vấn đề này, các nhà nghiên cứu tìm cách tăng hiệu quả làm việc của thận bằng cách tăng thêm các mạch dẫn và một bàng quang ở vật chủ. Sau đó, khi được cấy vào chuột và lợn đồng thời kết nối với bàng quang hiện có của động vật, hệ thống mới này thực hiện chức năng một cách hiệu quả hơn. Nước tiểu được tạo ra trong thận mới, thông qua thành bàng quang mới, và sau đó vào bàng quang ban đầu.
"Đây là một bước tiến rất ấn tượng" Giáo sư Chris Mason, Đại học College London nhận xét. "Các khoa học trông chờ những thay đổi tích cực tiếp theo và họ đã có dữ liệu tốt ở động vật. Vẫn chưa khẳng định được điều này có thể ứng dụng lên người. Chúng ta vẫn cần tiếp tục nghiên cứu nhiều. Nhưng đây là động lực tốt. Nó đưa chúng ta gần hơn để hiểu ra cơ chế làm thế nào các mạch dẫn có thể làm việc hoàn thiện."
Thử nghiệm trên người là mục đích mà các nhà nghiên cứu muốn đi đến. Vì vậy, các nhà nghiên cứu muốn lấy tế bào gốc của con người và tiêm chúng vào phôi lợn đã được biến đổi gen mà không phát triển thận, và sau đó cấy ghép thận mới được phát triển trở lại vào con người. Tuy nhiên nghiên cứu này có thể mất nhiều năm để phát triển.
