Các con heo đã chết đã được một giờ. Nguyên nhân: đột quỵ tim. Nhưng sau sáu giờ kể từ khi các nhà nghiên cứu tại Đại học Yale kết nối cơ thể chúng vào một máy bơm chất dinh dưỡng giàu chất, các cơ quan của chúng bắt đầu cho thấy dấu hiệu của sự sống trở lại.
Mặc dù các cơ quan không đột ngột bắt đầu hoạt động bình thường, một số tổn thương tế bào do mất dòng máu sau khi chết dường như đã bị đảo ngược. Trái tim của những con heo phát ra hoạt động điện. Tế bào trong thận, gan và phổi của chúng lại hoạt động và cho thấy dấu hiệu tự sửa chữa. Khám phá này, được công bố vào thứ Tư trong tạp chí Nature, cho thấy rằng sự chết tế bào có thể bị trì hoãn lâu hơn so với hiện tại. Nếu những quy trình đó có thể được làm chậm lại, nó có thể có nghĩa là cứu thêm nhiều cơ quan để ghép tạng.
“Hệ thống mới này chỉ ra rằng chúng ta không chỉ có thể làm chậm sự tổn thương tế bào, mà chúng ta thực sự có thể kích hoạt quy trình ở mức di truyền để sửa chữa tế bào,” nói Brendan Parent, giáo sư trợ giảng về đạo đức sinh học tại Đại học New York, người không tham gia vào nghiên cứu nhưng đã viết bài phê bình trong Nature cùng với nó. “Điều này có thể buộc chúng ta phải xem xét lại điều gì chúng ta xem là ‘chết.’”
Năm 2019, nhóm nghiên cứu Yale đã thách thức ý kiến rằng cái chết não là cuối cùng khi họ báo cáo rằng họ đã hồi sinh một phần não của những con heo sau vài giờ sau khi động vật đã bị giết mổ. Đối với thí nghiệm hiện tại, các nhà nghiên cứu muốn xem liệu cùng phương pháp, trong đó một chất thay thế máu được đưa vào hệ tuần hoàn của động vật, cũng có thể được sử dụng để hồi sinh các cơ quan khác.
“Chúng tôi đã khôi phục một số chức năng của tế bào trên nhiều cơ quan quan trọng mà không cần can thiệp của chúng tôi,” tác giả Nenad Sestan, một nhà thần kinh học tại Yale, nói với các phóng viên trong một cuộc họp hôm thứ Ba. “Những tế bào này đang hoạt động sau vài giờ mà theo lý thuyết chúng không nên, và điều này cho chúng ta biết là có thể ngăn chặn sự tiêu diệt của tế bào và khả năng hoạt động của chúng có thể được khôi phục trong nhiều cơ quan quan trọng, thậm chí một giờ sau khi chết.”
Deepali Kumar, chủ tịch Hội Xơ phổi Mỹ và giáo sư y học tại Đại học Toronto, cho biết với sự hoàn thiện thêm, hệ thống có thể được sử dụng một ngày nào đó để mở rộng nguồn cung cấp nội tạng của con người để hiến tặng. “Có một thiếu hụt đáng kể về các cơ quan cho ghép tạng, và chúng ta chắc chắn cần những công nghệ mới có thể giúp cải thiện nguồn cung cấp nội tạng,” cô nói.
Tại Hoa Kỳ, khoảng 106.000 người đang ở trong danh sách đợi ghép tạng quốc gia, và mỗi ngày có 17 người chết đợi ghép tạng, theo Cơ quan Dịch vụ và Tài nguyên Y tế Liên bang. Mặc dù nhu cầu lớn, khoảng 20% cơ quan bị loại bỏ mỗi năm do chất lượng kém. Điều này có thể có nghĩa là chúng quá già hoặc bị hư hại, điều có thể xảy ra khi cơ quan bị cắt đứt khỏi nguồn cung cấp máu giàu ô nhiễm oxy quá lâu.
Thực hành tiêu biểu để bảo quản nội tạng cho ghép tạng là lưu trữ lạnh tĩnh. Làm lạnh nhanh cơ quan sau khi lấy ra giảm nhu cầu oxy của chúng và có thể ngăn chặn tử vong tế bào, nhưng không cứu tất cả các cơ quan. Cũng có sự quan tâm ngày càng lớn về việc sử dụng một kỹ thuật gọi là oxygen màng ngoại cơ thể, hoặc ECMO, cho bệnh nhân không thể được hồi sức, để bảo quản cơ quan của họ để ghép tạng. Thường được sử dụng như hỗ trợ sinh sống cho bệnh nhân có tim hoặc phổi bị hỏng, một máy ECMO bơi máu ngoài cơ thể để loại bỏ carbon dioxide và thêm oxy, sau đó trả lại máu vào cơ thể.
Hệ thống Yale, được đặt tên là OrganEx, phức tạp hơn một chút so với các máy ECMO hiện tại. Trong khi ECMO chỉ là một đại diện cho tim và phổi, OrganEx còn mô phỏng chức năng của thận. Nó bao gồm các bơi, cảm biến, máy sưởi và bộ lọc để kiểm soát luồng và nhiệt độ của chất thay thế máu nó đẩy qua cơ thể. Và trong khi ECMO chỉ làm chậm sự tử vong tế bào, những phát hiện của đội ngũ nghiên cứu cho thấy rằng OrganEx có thể đảo ngược một số khía cạnh của sự chết tế bào. Khi quan sát các cơ quan của con heo, họ phát hiện ra mẫu gen phản ánh các quy trình sửa chữa phân tử và tế bào cụ thể.
“Ý tưởng ở đây là cố gắng tái thiết lập một loại tuần hoàn trước khi cơ quan bị hư hại không thể sửa chữa được nữa,” nói Timothy Pruett, một bác sĩ ghép tạng tại Trường Y khoa Đại học Minnesota, người không tham gia vào nghiên cứu.
Thành phần bí mật của nhóm nghiên cứu Yale là một chất lỏng độc quyền gồm các điện giải, vitamin, axit amin và dưỡng chất khác, cùng một hỗn hợp 13 loại thuốc giảm tử vong tế bào, giảm căng thẳng tế bào và ổn định hệ thống miễn dịch và thần kinh. Các nhà nghiên cứu trộn chất lỏng tổng hợp này với máu heo vào một loạt bơi được thiết kế để kiểm soát luồng và nhiệt độ của nó trong toàn bộ hệ tuần hoàn. Chất chất chuyên biệt đó, theo giả thuyết của các nhà nghiên cứu, đã giúp hồi sinh các cơ quan của con heo. Họ cũng phát hiện ra rằng các cơ quan được điều trị bằng hệ thống của họ ít dấu hiệu xuất huyết và sưng mô hơn so với một nhóm heo kiểm soát được điều trị bằng ECMO.
Một điều lớn chưa biết là liệu các cơ quan của con heo được hồi sinh bởi nhóm nghiên cứu Yale có bắt đầu hoạt động bình thường và tự động nếu chúng được ghép vào người nhận khác. Kumar cho biết bước tiếp theo nên là ghép tạng vào những con heo khác để xem chúng hoạt động tốt như thế nào so với các cơ quan được bảo quản theo cách thông thường.
Trong nghiên cứu của họ, các tác giả suy đoán rằng hệ thống cũng có thể dẫn đến các phương pháp điều trị mới cho những người đã mắc bệnh tim, nếu nó có khả năng khôi phục lại chức năng bình thường của tim trong bệnh nhân đang sống. Ý tưởng này vẫn cách xa so với thử nghiệm trên người, nhưng nếu có thể, các chuyên gia nói, nó đặt ra một số lựa chọn đạo đức thú vị.
Parent cho biết một hệ thống như OrganEx có thể tăng khả năng bác sĩ có thể hồi sức bệnh nhân, và anh nghĩ các nhà nghiên cứu nên khám phá tiềm năng cứu sống của công nghệ này trước khi sử dụng nó để hồi sinh cơ quan cho ghép tạng. “Nếu điều này tiếp tục chứng minh khả năng phục hồi tế bào một cách chưa từng có, nó sẽ rất quan trọng để tập trung vào khả năng phản ứng khẩn cấp trước tiên, để thực sự xác định cách hệ thống có thể khôi phục chất lượng cuộc sống cho những người, dưới điều kiện khác, chúng ta đã nói rằng họ đã chết,” Parent nói.
Tuy nhiên, Avir Mitra, một bác sĩ chuyên khoa cấp cứu tại Hệ thống Y tế Mount Sinai ở thành phố New York, cho biết quyết định về việc hồi sức bệnh nhân thường phức tạp và phụ thuộc vào mong muốn của bệnh nhân và gia đình của họ. Đôi khi bác sĩ có thể đưa người trở lại sau một cơn đau tim, nhưng chất lượng cuộc sống của họ không còn như trước đây. Họ có thể không bao giờ rời bệnh viện hoặc đi lại được nữa. Họ có thể cần một ống cung cấp thức ăn hoặc một máy thở máy.
“Câu hỏi là, nếu kết quả sẽ rất tồi tệ, liệu bạn có nên đối mặt với điều này không?” anh hỏi. “Trong y khoa cấp cứu, chúng tôi thường nói rằng có những số phận tồi tệ hơn cái chết. Chỉ vì chúng ta có thể đưa ai đó trở lại, không nhất thiết có nghĩa là chúng ta nên làm điều đó.”