Các kỹ sư y sinh tại đại học Duke đã kỹ thuật hóa sinh học thành công các cơ nhân tạo có chức năng giống với cơ thật. Thử nghiệm trên chuột cho thấy cơ co rất mạnh và nhanh, thích ứng nhanh chóng với vật chủ và lần đầu tiên cho thấy khả năng tự phục hồi trong phòng thí nghiệm và bên trong cơ thể động vật. Sản phẩm của đại học Duke đã được chứng minh trực tiếp bằng mắt nhờ một phương pháp quan sát độc đáo thông qua một cửa sổ kính được ghép lên lưng của một con chuột thí nghiệm còn sống.
Dẫn đầu bởi phó giáo sư khoa bức xạ ung thư tại trường y thuộc đại học Duke - Greg Palmer, nhóm nghiên cứu đã đặt các cơ mới nuôi cấy vào một buồng có cửa sổ được chế tạo bằng kính trong suốt và được cấy vào lưng chuột. Qua đó, nhóm nghiên cứu có thể quan sát các mô cấy ghép mỗi 2 ngày trong suốt 2 tuần.
Quá trình quan sát cũng rất kỳ công. Nhóm nghiên cứu phải nhuộm màu các bó sợi cơ để theo dõi quá trình phát triển đồng thời khiến các cơ phát huỳnh quang khi chúng bắt đầu co và phản ứng trước sự gia tăng đột ngột về nồng độ canxi. Khi cơ trở nên khỏe hơn, tín hiệu phát huỳnh quang có cường độ mạnh hơn. Dần dần sẽ có nhiều mạch máu phát triển vào các sợi cơ cấy ghép.
Sự phát triển của sợi cơ nhân tạo cấy ghép trên chuột qua thời gian.
Một nhóm các nhà khoa học khác do phó giáo sư kỹ thuật y sinh Nenad Bursac và sinh viên vừa tốt nghiệp Mark Juhas dẫn đầu đã phát hiện ra rằng có 2 bí quyết để tạo ra cơ nhân tạo tốt hơn. Một là các sợi cơ co bóp được nuôi cấy tốt và thứ 2 là việc tạo ra các điều kiện thích hợp cho các tế bào gốc cơ để chúng phát triển bình thường.
Để đảm bảo các tế bào gốc cơ có thể được triển khai thành công trong trường hợp bị tổn thương, các nhà nghiên cứu phải tạo ra đúng loại ổ tế bào nơi các tế bào có thể đợi để phục hồi thương tổn. Juhas nói: "Việc cấy ghép đơn thuần các tế bào gốc cơ hay các cơ không được nuôi cấy tốt sẽ không mang lại hiệu quả cao. Các cơ được nuôi cấy tốt cung cấp các ổ tế bào để tế bào gốc có thể lưu trú tại đây và khi cần, chúng sẽ phục hồi hệ thống cơ và chức năng của cơ."
Khả năng phục hồi của cơ từ giai đoạn tiền tổn thương, 6 giờ sau tổn thương, 5 ngày sau tổn thương và 10 ngày sau tổn thương.
Trước khi cơ được cấy ghép vào chuột, các nhà khoa học phải đảm bảo tế bào gốc cơ có thể thích nghi và phát triển tốt trong cơ thể vật chủ. Khi còn nằm trên đĩa petri, các mô được kỹ thuật hóa sinh học được cho tiếp xúc với một chất độc chiết xuất từ nọc rắn. Một khi đã chắc chắn tế gào gốc sẽ kích hoạt, bội nhân và có tác dụng tự phục hồi các mô tổn thương, cơ mới được đưa vào chuột.
Mặc dù nhóm nghiên cứu vẫn chưa nói rõ cơ được kỹ thuật hóa sinh học của họ sẽ được áp dụng để chữa trị các tổn thương cơ và thoái hóa nào nhưng rõ ràng các mô cơ nhân tạo và kĩ thuật quan sát độc đáo của đại học Duke đã đánh dấu những cột mốc quan trọng trong lĩnh vực này.
Nguồn: Đại học Duke
