Tạo ra chuột con mang các cơ quan chứa tế bào người
Các nhà nghiên cứu đã phát triển chuột với các cơ quan chứa tế bào người, sử dụng một phương pháp tiện lợi và bất ngờ – tiêm trực tiếp tế bào vào dịch ối của chuột mang thai. Phương pháp này đã tạo ra những con chuột con với một lượng nhỏ tế bào người trong ruột, gan và não của chúng. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu cho rằng, để kỹ thuật này có thể hữu ích, cần phải thực hiện thêm nhiều công việc để tăng tỷ lệ tế bào người phát triển trong các cơ quan.
Động vật được cấy ghép tế bào người (human-animal chimaeras) là một lĩnh vực nghiên cứu thú vị nhưng đầy thách thức. Việc quan sát tế bào người phát triển trong phôi động vật cho phép các nhà khoa học nghiên cứu sự phát triển của mô người. Tuy nhiên, mục tiêu dài hạn của công việc này là phát triển các bộ phận có thể dùng để cấy ghép cho người.
Để tạo ra các human-animal chimaeras, các nhà nghiên cứu thường tiêm tế bào gốc của người vào phôi của loài động vật khác, phổ biến là lợn hoặc chuột, và nuôi phôi đó trong đĩa. Một thách thức lớn của kỹ thuật này là không có nhiều tế bào người sống sót, và những tế bào sống sót cũng không tồn tại lâu. Các tế bào được tiêm vào là tế bào đa năng – có nghĩa là về lý thuyết, chúng có thể phát triển thành bất kỳ loại tế bào nào trong cơ thể – một quá trình mà các nhà nghiên cứu phải tìm cách kiểm soát.
Trong kỹ thuật mới nhất, Xiling Shen – kỹ sư y sinh tại Trung tâm Ung thư MD Anderson thuộc Đại học Texas, Houston, và Qiang Huang – nhà sinh học phát triển tại Viện Sáng tạo Y sinh Terasaki, Los Angeles, California – cùng các đồng nghiệp đã nuôi các tế bào gốc tái lập trình thành các organoids (mô 3D nhỏ có khả năng mô phỏng cấu trúc và chức năng của cơ quan thật) của ruột, gan và não trong đĩa cấy. Họ tin rằng các tế bào người sẽ tồn tại được lâu hơn nếu chúng được phát triển thành các organoid, trước khi được tiêm vào phôi động vật.
Sau đó, các organoid này được tiêm vào dịch ối của những con chuột cái mang thai ở giai đoạn đầu. “Chúng tôi thậm chí không cần phá vỡ lớp màng phôi để tiêm tế bào vào phôi,” Shen cho biết. Các con chuột cái đã mang thai đến kỳ sinh nở.
“Đây là một thí nghiệm điên rồ, tôi không kỳ vọng gì cả,” Shen nói.
Chỉ vài ngày sau khi được tiêm vào dịch ối của chuột, các tế bào người bắt đầu xâm nhập vào phôi và nhân lên, nhưng chỉ trong các cơ quan mà chúng thuộc về: organoid ruột trong ruột; organoid gan trong gan; và organoid não trong vùng vỏ não của não. Một tháng sau khi các chuột con ra đời, nhóm nghiên cứu phát hiện khoảng 10% trong số chúng chứa tế bào người trong ruột – cụ thể, tế bào người chiếm khoảng 1% tế bào ruột của chuột con. “Bạn sẽ thấy những đoạn ruột có nguồn gốc từ các organoid người đã được tiêm vào,” Shen nói. Tỷ lệ tế bào người trong gan và não thấp hơn. Tỷ lệ thành công nhìn chung còn thấp, Shen nói, và anh đang tìm cách cải thiện.
Các tế bào người dường như đang thực hiện đúng chức năng của mình. Ví dụ, các tế bào gan người sản xuất albumin, một protein phổ biến trong gan người. Và các tế bào này vẫn tồn tại hai tháng sau khi chuột con được sinh ra, Shen nói. “Những tế bào này khá ổn định.”
“Nếu chúng ta có thể tạo ra các human-animal chimaerasbằng cách tiêm tế bào vào khoang ối, thì đó là một phương pháp rất thuận tiện,” Hiromitsu Nakauchi – nhà sinh học tế bào gốc tại Đại học Stanford, California, nói. Ông cho biết sẽ thử phương pháp này.
Trước đây, một số nhà nghiên cứu đã nêu ra những lo ngại về đạo đức khi tế bào người được tiêm vào não của động vật khác, vì khả năng tái tạo nhận thức giống con người. Theo Shen, hiện tại tỷ lệ tế bào người trong não chuột trong các thí nghiệm của anh rất thấp, nhưng nhận thức có thể trở thành mối lo ngại nếu nhiều mô người hơn được đưa vào.
Nghiên cứu của Shen đã được trình bày trong cuộc họp của Hội Nghiên cứu Tế bào gốc Quốc tế ở Hong Kong vào tháng Sáu, nhưng chưa được bình duyệt.
Liên Khúc
