Một thiết bị mới mang tên ECaBox (Eye in a Care Box) do bà Pia Cosma và các cộng sự tại Trung tâm Điều hòa Bộ gen thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Barcelona (Tây Ban Nha) phát triển đã chứng minh khả năng duy trì và hồi sinh nhãn cầu sau khi tách khỏi cơ thể, theo MIT Technology Review. Công nghệ này sử dụng kỹ thuật tưới máu (perfusion) để cung cấp oxy và chất dinh dưỡng, giúp mắt chậm thoái hóa và vẫn truyền tín hiệu điện, phản ứng với ánh sáng.
Nguyên lý hoạt động của ECaBox
ECaBox hoạt động dựa trên nguyên lý tưới máu, mô phỏng điều kiện sinh lý khi cơ quan còn được cấp máu tự nhiên. Dung dịch giàu oxy được truyền qua động mạch nuôi dưỡng mắt. Nhãn cầu đặt trên giá đỡ chuyên dụng, dịch dư được dẫn lưu liên tục. Thiết bị được niêm phong để duy trì nhiệt độ và áp suất ổn định, có cửa sổ trong suốt cho phép quan sát và ghi hình.
Thử nghiệm trên mắt lợn và mắt người
Nhóm nghiên cứu đầu tiên thử nghiệm ECaBox trên mắt lợn, có cấu trúc giải phẫu gần giống mắt người. Kết quả cho thấy mắt lợn để ở nhiệt độ phòng ngoài thiết bị nhanh chóng thoái hóa, tế bào teo lại, cấu trúc mất ổn định. Ngay cả khi bảo quản ở 4°C, mắt vẫn xuống cấp trong vòng 24 giờ. Ngược lại, mắt được bảo quản bằng ECaBox có khả năng sống sót cao hơn đáng kể, duy trì phản ứng với ánh sáng – dấu hiệu cho thấy tiềm năng nhìn thấy nếu được cấy ghép. Trong khi mắt không xử lý mất phản xạ ngay sau khi tách, mắt tưới máu phục hồi phản ứng chỉ sau khoảng 15 phút, một số mẫu duy trì trạng thái này trong 10 giờ hoặc lâu hơn.
Sau thành công với mắt lợn, nhóm thử nghiệm trên 12 mắt từ 6 người đã tử vong. Mỗi trường hợp, một mắt đưa vào ECaBox, mắt còn lại bảo quản thông thường để đối chứng. Kết quả cho thấy mắt trong ECaBox được bảo tồn tốt hơn, võng mạc giữ nguyên cấu trúc sau bảo quản. Nhóm đã công bố kết quả dưới dạng tiền ấn phẩm (preprint) chưa qua phản biện và từ chối bình luận thêm.
Tiềm năng cho nghiên cứu và cấy ghép mắt
Theo nhóm phát triển, ECaBox có thể cung cấp nền tảng mới để nghiên cứu liệu pháp điều trị bệnh về mắt mà không cần thí nghiệm trên động vật sống. Với cải tiến tiếp theo, thiết bị có thể duy trì và hồi sinh mắt hiến tặng đủ lâu để phục vụ cấy ghép toàn bộ mắt, điều từng được xem là gần như không thể trong nhiều thập kỷ.
Bà Shannon Tessier tại Bệnh viện Đa khoa Massachusetts (Mỹ), người không tham gia nghiên cứu nhưng đang thực hiện các dự án tưới máu trên cơ quan khác, đánh giá: “Nghiên cứu này thực sự rất tuyệt vời. Đây có thể là một bước tiến mới cho việc bảo tồn võng mạc”. Tuy nhiên, bà lưu ý hiệu quả thực sự chỉ được xác nhận khi mắt bảo quản bằng ECaBox được cấy ghép thực tế.
Trong quá khứ, cấy ghép toàn bộ mắt chủ yếu thử nghiệm trên động vật với thành công hạn chế. Tháng 5/2023, các bác sĩ NYU Langone (Mỹ) thực hiện ca ghép một bên mắt kết hợp ghép một phần khuôn mặt cho bệnh nhân sống sót sau tai nạn điện cao thế. Dù hồi phục tốt, mắt ghép không phục hồi chức năng nhìn. Do đó, khả năng duy trì hoạt động sinh học của nhãn cầu trước cấy ghép là mắt xích quan trọng để nâng cao cơ hội phục hồi thị lực.
Kế hoạch phát triển ECaBox di động
Nhóm của bà Pia Cosma đang chuẩn bị thử nghiệm phiên bản ECaBox thế hệ mới với quy mô lớn hơn trên mắt người. Theo kế hoạch, thiết bị sẽ được phát triển thành phiên bản di động dành cho phòng phẫu thuật nhằm rút ngắn thời gian từ khi tiếp nhận nguồn hiến đến khi bắt đầu tưới máu. Nhóm nghiên cứu viết: “Chúng tôi đang lên kế hoạch phát triển một thiết bị ECaBox di động dành riêng cho phòng phẫu thuật nhằm giảm thiểu tối đa sự thoái hóa của mắt từ những người hiến tặng chết não, ngay khi có nguồn hiến”.
Nếu các nghiên cứu tiếp theo xác nhận hiệu quả trong điều kiện cấy ghép thực tế, ECaBox có thể trở thành nền tảng quan trọng thay đổi cách bảo quản mắt hiến tặng, mở ra cơ hội hiện thực hóa mục tiêu phục hồi thị lực thông qua cấy ghép toàn bộ mắt – điều y học chưa thể đạt được cho đến nay.
