Dự án “Nghiên cứu phát triển hệ thống tự động hóa quy trình trưởng thành noãn trong ống nghiệm tăng cường trên chip”, do TS. Đỗ Quang Lộc cùng nhóm nghiên cứu của Trường ĐH Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội (ĐHQGHN) thực hiện, là một dự án mang tính chất liên ngành, với sự tham gia của nhiều lĩnh vực nghiên cứu bao gồm Vật lý, Điện tử, Tự động hóa, Vật liệu và Y sinh.

Dự án được đánh giá có tính ứng dụng thực tiễn cao và cũng là một trong 24 dự án khoa học công nghệ và văn hóa lịch sử năm 2022 được tài trợ bởi Quỹ Đổi mới sáng tạo Vingroup (VINIF).

Nghiên cứu mang tính liên ngành

Ở thời điểm hiện tại, phương pháp thụ tinh trong ống nghiệm (IVF) và trưởng thành trứng non trong ống nghiệm (IVM) là hai trong số các phương pháp tiên tiến hiệu quả nhất trong điều trị vô sinh hiện nay.

Trong số hai phương pháp hỗ trợ sinh sản nêu trên, phương pháp trưởng thành noãn trong ống nghiệm (IVM) được đánh giá là một trong những phương pháp tiên tiến trong điều trị vô sinh hiện nay tại các bệnh viện.

Trưởng thành noãn trong ống nghiệm (In Vitro Maturation - viết tắt là IVM) là phương pháp lấy noãn chưa trưởng thành từ buồng trứng (chưa được kích thích bằng hormone) chuyển ra nuôi cấy trong môi trường chuyên biệt tại phòng thí nghiệm.

Trong IVM, các tế bào trứng chưa trưởng thành được lấy từ các nang trứng của buồng trứng thay vì các tế bào trứng trưởng thành như trong IVF và được nuôi cấy trong ống nghiệm để bảo quản lạnh hoặc thụ tinh trong môi trường phù hợp. Sau quy trình IVM, noãn trưởng thành có thể thực hiện thụ tinh trong ống nghiệm như bình thường. Phương pháp này nhằm tạo ra các tế bào noãn trưởng thành, phục vụ cho những quy trình hỗ trợ sinh sản khác tiếp theo.

Ưu điểm của kỹ thuật trưởng thành noãn trong ống nghiệm IVM là ít xâm lấn, khi thực hiện quy trình sẽ không cần sử dụng nhiều tới hormone, chính vì thế sẽ giảm được các nguy cơ biến chứng, tránh được tình trạng quá kích buồng trứng.

Đặc biệt, đây là giải pháp lý tưởng cho những bệnh nhân không đáp ứng kích thích buồng trứng. Bên cạnh đó, nếu người bệnh đã từng không thành công với kỹ thuật IVM ở lần đầu thì có thể áp dụng lặp lại nhanh chóng, thay vì phải chờ đợi một khoảng thời gian dài như trong kỹ thuật IVF.

Mặc dù vậy, quy trình IVM thường quy vẫn tồn tại một số nhược điểm như thiếu đi sự tự động hóa, đặc biệt trong việc theo dõi và đánh giá chất lượng tế bào trứng để thụ tinh; môi trường nuôi cấy trong ống nghiệm không thể bắt chước được hoàn toàn môi trường trưởng thành tế bào trứng trong cơ thể.

Dự án “Nghiên cứu phát triển hệ thống tự động hóa quy trình trưởng thành noãn trong ống nghiệm tăng cường trên chip” được triển khai nhằm phát triển và nâng cao hiệu quả của các phương pháp hỗ trợ sinh sản đang được sử dụng hiện nay.

Trong dự án này, nhóm tác giả đề xuất một nghiên cứu mang tính liên ngành nhằm cải tiến quy trình IVM thường quy sử dụng kết hợp công nghệ tự động hoá và phát triển dựa trên nền tảng công nghệ Organ-on-a-chip, một xu hướng công nghệ còn đang rất mới hiện nay.

Nền tảng Organ-on-a-chip tạo ra một môi trường bắt chước tối đa môi trường sinh lý trong cơ thể người trên nền tảng chip sinh học, tạo điều kiện trưởng thành noãn như trong cơ thể, từ đó tăng hiệu suất trưởng thành.

Đây là một hệ thống giúp tự động hóa các quy trình IVM, nâng cao tỷ lệ trưởng thành noãn, giảm thiểu các ảnh hưởng không mong muốn của môi trường ngoài và các thao tác của kỹ thuật viên tới sự phát triển của noãn và phôi.

Theo TS. Đỗ Quang Lộc, đây là một dự án mang tính chất liên ngành và sẽ mở ra một hướng nghiên cứu mới về công nghệ Organ-on-a-chip không chỉ riêng cho nhóm tác giả mà còn cho các nhóm nghiên cứu khác ở Việt Nam.

Việc làm chủ các công nghệ mới trên thế giới là một nền tảng quan trọng để các nhà khoa học có thể đưa được các kết quả nghiên cứu trong phòng thí nghiệm tới việc đáp ứng các nhu cầu thực tế của xã hội.

Nhiều bài báo công bố trên các tạp chí uy tín hàng đầu thế giới

TS. Đỗ Quang Lộc cho biết, do đây là dự án mang tính chất liên ngành và định hướng ứng dụng cao nên việc triển khai nghiên cứu là sự phối hợp đồng bộ của đội ngũ nghiên cứu với những thành viên đến từ các đơn vị trong ĐHQGHN gồm Trường ĐH Khoa học Tự nhiên, Trường ĐH Công nghệ, Trường ĐH Y Dược, Bệnh viện ĐHQGHN và Bệnh viện Phụ sản Hà Nội.

Nhóm nghiên cứu đã đạt được nhiều thành tựu trong quá trình nghiên cứu phát triển các hệ thống tự động hóa và các thiết bị điện tử cầm tay tích hợp các hệ thống và cấu trúc vi lưu cho các ứng dụng y sinh. Nhiều kết quả nghiên cứu của nhóm đã được công bố trên các tạp chí uy tín hàng đầu thế giới trong các lĩnh vực về cảm biến, vi lưu, thiết bị y sinh.

Kết quả thu được từ dự án này được kỳ vọng sẽ đem đến một nền tảng tự động hóa với giá thành phù hợp nhằm giải quyết các vấn đề của kỹ thuật hỗ trợ sinh sản trong lĩnh vực sức khỏe cộng đồng.

Việc tự động hóa các quy trình thủ công bằng cách sử dụng nền tảng chip sinh học cho phép làm tăng tính ổn định và độ tin cậy của hệ thống nuôi cấy, đồng thời hỗ trợ một lượng lớn các quy trình thủ công cho các bác sĩ so với các quy trình nuôi cấy thường quy, giảm tải áp lực lên các bệnh viện tại Việt Nam.

Bên cạnh các công bố quốc tế trên các tạp chí thứ hạng cao, kết quả của dự án sẽ mở ra triển vọng hợp tác nghiên cứu trong và ngoài nước cũng như mở ra định hướng nghiên cứu ứng dụng của nền tảng Organ-on-a-chip cho các quy trình hỗ trợ sinh sản. Dự án cũng thúc đẩy các kết quả nghiên cứu cơ bản tới gần hơn với việc giải quyết và đáp ứng những nhu cầu cấp thiết của xã hội hiện nay.

Cần sự vào cuộc và hỗ trợ từ cơ quan có thẩm quyền

ĐHQGHN với lợi thế có hệ thống các đơn vị thành viên, trực thuộc tham gia vào nhiều mảng nghiên cứu khác nhau cho phép triển khai các nghiên cứu liên ngành một cách bền vững.

Dưới góc độ của một nhà khoa học, TS. Đỗ Quang Lộc cho rằng, các chính sách của ĐHQGHN cho phép các đơn vị thành viên, trực thuộc sử dụng, chia sẻ nguồn lực chung, từ đó có điều kiện triển khai các nghiên cứu liên ngành, kết nối nghiên cứu giữa khoa học tự nhiên với khoa học kỹ thuật phục vụ phát triển các công nghệ mới, công nghệ ưu tiên có khả năng ứng dụng cao, đáp ứng với nhu cầu thực tiễn của thị trường.

Việc đầu tư triển khai các nghiên cứu liên ngành bao gồm các lĩnh vực thế mạnh của ĐHQGHN có thể tạo nên sức mạnh tổng hợp, gắn kết chí hướng, phấn đấu theo cùng một mục tiêu, tạo được các giá trị gia tăng trong đào tạo và nghiên cứu khoa học. Đồng thời, nó cũng góp phần phát triển nguồn nhân lực khoa học và công nghệ, củng cố nền tảng, năng lực nghiên cứu của đội ngũ cán bộ khoa học và các nhóm nghiên cứu của ĐHQGHN.