Tại nhiều quốc gia, việc điều trị y tế mỗi ngày đều cần đến hàng chục nghìn đơn vị máu, trong đó phần lớn đều đến từ nguồn hiến tặng.

Trong nhiều thập kỷ, các nhà khoa học vẫn đang theo đuổi nghiên cứu sản xuất máu nhân tạo nhằm phục vụ cho nguồn cung hạn chế luôn trong tình trạng thiếu hụt. Trở ngại chính đến từ những hiểu biết chưa đầy đủ về cơ chế sản xuất máu phức tạp của cơ thể.

Nhóm nghiên cứu của tiến sĩ Julia Gutjahr, Đại học Konstanz (Đức), phối hợp cùng Đại học Queen Mary London (Anh) mới đây đã xác định được một phân tử tín hiệu chemokine CXCL12 có vai trò then chốt trong việc tạo tế bào máu.

Trong cơ thể, quá trình sản xuất hồng cầu tự nhiên diễn ra trong tủy xương. Các tế bào gốc ban đầu sẽ phát triển thành nguyên hồng cầu. Ở giai đoạn cuối cùng của quá trình trở thành hồng cầu hoàn chỉnh, nguyên hồng cầu phải loại bỏ nhân để tạo không gian cho haemoglobin vận chuyển oxy. Đây là khâu then chốt quyết định khả năng vận chuyển oxy của tế bào máu. Suốt nhiều thập kỷ, các nhà khoa học vẫn chưa rõ yếu tố nào thúc đẩy cho cơ chế tống nhân này.

“Chúng tôi đã phát hiện ra rằng CXCL12 có trong tủy xương có thể kích hoạt quá trình này. Khi bổ sung CXCL12 đúng thời điểm, chúng tôi có thể nhân tạo hóa quá trình tống nhân của nguyên hồng cầu”, bà Gutjahr cho biết.

Theo các nhà khoa học, phát hiện này không chỉ giúp nâng cao hiệu quả sản xuất máu nhân tạo, mà còn mang lại cái nhìn hoàn toàn mới về cơ chế sinh học tế bào. Đặc biệt, nghiên cứu cho thấy các thụ thể chemokine không chỉ hoạt động trên bề mặt tế bào mà còn ngay bên trong nhân, góp phần thúc đẩy sự trưởng thành của hồng cầu.

Hiện nay, các tế bào gốc từ tủy xương hoặc máu cuống rốn được xem là nguồn hiệu quả nhất để tạo hồng cầu nhân tạo, với khoảng 80% nguyên hồng cầu có thể tống nhân. Nhưng nguồn này khá hạn chế và chỉ đủ cho các ca điều trị đặc thù, không thể đáp ứng nhu cầu máu khổng lồ của hệ thống y tế.

Một hướng đi khác là tái lập trình các loại tế bào cơ thể thành tế bào gốc để tạo hồng cầu. Phương pháp này có ưu thế về nguồn nguyên liệu gần như vô hạn, nhưng đây là quá trình kéo dài và tỷ lệ tạo hồng cầu thành công lại thấp hơn nhiều, chỉ khoảng 40%.

Tiến sĩ Gutjahr cho rằng phát hiện mới về vai trò của CXCL12 có thể giúp cải thiện đáng kể tỷ lệ này, đưa việc sản xuất hồng cầu nhân tạo tiến gần hơn đến ứng dụng thực tế.

Nếu sản xuất máu nhân tạo ở quy mô công nghiệp trở thành hiện thực, ngành y tế sẽ có trong tay một nguồn máu dồi dào, ổn định và an toàn. Điều này đặc biệt hữu ích trong các trường hợp cung cấp máu cho bệnh nhân cần nhóm máu hiếm, đến sản xuất máu “cá nhân hóa” để điều trị các bệnh lý đặc thù.

“Dù quá trình sản xuất trong phòng thí nghiệm còn phức tạp, việc tạo ra máu nhân tạo sẽ cho phép chúng ta chủ động khắc phục tình trạng thiếu máu, đồng thời mở ra các liệu pháp điều trị chuyên biệt”, nữ tiến sĩ nhấn mạnh.

Dù còn cần nhiều nghiên cứu trước khi có thể ứng dụng rộng rãi, thế nhưng phát hiện này đã mở ra tiềm năng rất lớn trong việc tạo ra máu nhân tạo một cách chủ động.