Thành tựu phục hồi mô não chuột sau đông lạnh sâu tại Đức đang mở ra những viễn cảnh mới về việc bảo quản nội tạng và sự sống lâu dài cho con người.

Cơ chế bảo tồn cấu trúc tế bào não ở nhiệt độ âm sâu

Nghiên cứu mới đây trên tạp chí Nature chỉ ra rằng các nhà khoa học Đức đã tìm ra cách khôi phục chức năng thần kinh cho não chuột sau khi đông lạnh sâu. Trước đây, rào cản lớn nhất đối với y học là các tế bào thường bị phá hủy cấu trúc do các tinh thể băng sắc nhọn hình thành khi gặp nhiệt độ thấp. Việc phục hồi được hoạt động thần kinh sau khi đưa mô não về mức -196°C được xem là một thành công chưa từng có trong lịch sử nghiên cứu.

Để vượt qua giới hạn của phương pháp đóng băng truyền thống, nhóm chuyên gia đã sử dụng kỹ thuật thủy tinh hóa để làm lạnh các mô não cực nhanh. Bằng cách đưa chất lỏng vào trạng thái giống thủy tinh, các tế bào thần kinh tránh được việc bị rách màng do sự giãn nở của nước khi hóa đá. Phương pháp này bảo đảm rằng các mạng lưới thần kinh phức tạp và mong manh nhất bên trong não bộ vẫn giữ được hình dáng nguyên bản sau khi rã đông.

Dữ liệu từ nghiên cứu trên PNAS cho thấy các lát cắt não chuột, bao gồm cả vùng hồi hải mã liên quan đến trí nhớ, đã được xử lý trong nitơ lỏng. Sau đó, các mẫu này được bảo quản ổn định ở mức nhiệt -150°C để ngăn chặn mọi hoạt động phân hủy sinh học tự nhiên. Quá trình này giúp duy trì trạng thái “tạm dừng sự sống” của các tế bào não trong một khoảng thời gian dài mà không gây ra những tổn thương không thể đảo ngược.

Triển vọng phục hồi chức năng và ứng dụng y khoa

Sau khi rã đông, các nhà khoa học phát hiện ra một điều kỳ diệu là các kết nối thần kinh quan trọng vẫn hoạt động bình thường như chưa từng bị đóng băng. Các màng tế bào thần kinh và khớp thần kinh vẫn nguyên vẹn, cho phép các tín hiệu điện được truyền dẫn ổn định và chính xác trong mô não. Điều này chứng minh rằng cấu trúc sinh học của não bộ có khả năng chịu đựng được những điều kiện nhiệt độ khắc nghiệt nếu được xử lý đúng cách.

Nhóm nghiên cứu đã chứng minh tính hiệu quả của phương pháp này khi lưu trữ toàn bộ não chuột trong 8 ngày mà vẫn ghi nhận sự tồn tại của các đường truyền trí nhớ. Dù thành công về mặt cấu trúc và tín hiệu điện là rất rõ ràng, nhưng việc ký ức có thực sự còn nguyên vẹn hay không vẫn là một câu hỏi lớn. Các chuyên gia nhấn mạnh cần thêm nhiều thời gian để đánh giá tác động của việc đông lạnh đối với các thông tin lưu trữ trong hệ thần kinh.

Những kết quả đạt được từ việc đánh thức bộ não chuột đông lạnh đang mở đường cho các ứng dụng thực tiễn trong việc bảo quản nội tạng cấy ghép. Nếu công nghệ này được hoàn thiện, nó sẽ giải quyết được bài toán thiếu hụt nội tạng bằng cách kéo dài thời gian bảo quản lên gấp nhiều lần. Đặc biệt, viễn cảnh con người có thể “ngủ đông” để chờ đợi các phương pháp chữa bệnh trong tương lai hoặc du hành không gian đang dần trở nên khả thi hơn.

Theo: Tuổi Trẻ Online