Tạo ra trứng từ tế bào da ở chuột
Việc các nhà khoa học Nhật vừa tạo ra được trứng từ tế bào da ở chuột hoàn toàn trên đĩa thí nghiệm làm dấy lên tranh luận về triển vọng của trứng nhân tạo ở người
Các nhà khoa học Nhật Bản đã biến đổi tế bào da của chuột thành trứng trong một đĩa thí nghiệm, rồi sử dụng những trứng này để tạo ra những con chuột con khỏe mạnh. Thành tựu của họ đánh dấu việc lần đầu tiên tạo ra trứng hoàn toàn bên ngoài cơ thể chuột.
Những chú chuột 11 tháng tuổi này được sinh ra từ những trứng
hoàn toàn được tạo ra trong đĩa thí nghiệm.
Ông Katsuhiko Hayashi, nhà sinh học sinh sản ở Đại học Kyushu , Fukuoka, người đứng đầu nhóm nghiên cứu, công bố bước đột phá này hôm 17/10 trên tờ Nature. Năm 2012, khi làm việc tại Đại học Tokyo, ông và nhà sinh học tế bào gốc Mitinori Saitou đã thông báo đang triển khai việc biến đổi tế bào da thành trứng ở bước tái biệt hóa chúng thành những tế bào gốc giống như tế bào phôi và tế bào mầm nguyên thủy. Những tế bào chưa trưởng thành này xuất hiện khi một phôi phát triển, và sau đó lớn lên thành tinh trùng hoặc trứng. Nhưng để biến các tế bào mầm nguyên thủy thành trứng trưởng thành, các nhà nghiên cứu phải đưa chúng vào buồng trứng của những con chuột sống.
Thành tựu tiếp theo đến vào tháng Bảy năm 2016, khi nhóm nghiên cứu tại Đại học Nông nghiệp Tokyo do Yayoi Obata đứng đầu, cho biết đã biến đổi thành công các tế bào mầm nguyên thủy trích xuất từ bào thai chuột thành noãn bào (tế bào trứng) mà không cần sử dụng động vật có vú còn sống. Cùng làm việc với Obata, Hayashi và Saitou giờ đây đã hoàn tất chu trình này: từ tế bào da đến những trứng đầy đủ chức năng trong đĩa thí nghiệm. Bằng kĩ thuật thụ tinh trong ống nghiệm (IVF), 26 chú chuột con khỏe mạnh đã ra đời (một số con nguồn gốc từ những tế bào gốc phôi và một số là từ tế bào da được tái biệt hóa). Hayashi nói, một số con trong số này đã sinh thế hệ chuột thứ hai.
“Điều này thực sự kì diệu,” Jacob Hanna, nhà sinh học tế bào gốc tại Viện khoa học Weizmann, Rehovot, Israel, nói. “Được tạo ra hết lần này đến lần khác những noãn bào chuột khỏe mạnh và đầy đủ chức năng trên đĩa thí nghiệm, được chứng kiến toàn bộ quá trình mà không phải ghi chép những bước cần làm với động vật vật chủ, là điều thú vị nhất.”
“Từng phần của công trình này đều đã được làm từ trước – ở đây chúng được ghép lại với nhau cho hoàn chỉnh. Thật ấn tượng họ có được những con chuột con theo cách đó,” Dieter Egli, nhà sinh học tế bào gốc tại Viện nghiên cứu thuộc Quỹ Tế bào gốc New York nói.
Hayashi nói quy trình này ổn định – dù vẫn thách thức về mặt kỹ thuật – và những nhóm khác trong phòng thí nghiệm của ông đều đã lặp lại được quy trình này. Tuy các nhà sinh học không cần cấy các tế bào mầm nguyên thủy vào cơ thể chuột đang sống, nhưng họ vẫn cần bổ sung những tế bào lấy từ buồng trứng của bào thai chuột để tạo ra một thứ hỗ trợ giống như buồng trứng mà trong đó các trứng này có thể phát triển. Hayashi giờ đây đang cố gắng chế ra một loại chất phản ứng nhân tạo để thay thế những tế bào đó trong quy trình của ông.
Trớc đó, hồi tháng Hai năm nay, Trung Quốc công bố họ đã tạo ra được tinh trùng chuột ở giai đoạn đầu trong đĩa thí nghiệm. Họ đã tạo ra các tinh tử [các tế bào tiền tinh trùng], không phải là những tế bào trưởng thành hoàn toàn, mặc dù họ cho biết sử dụng chúng để tạo ra chuột con.
Từ chuột đến người
Hayashi nói rằng công trình này sẽ giúp ông nghiên cứu sự phát triển của trứng, mà giờ đây ông đã có thể tạo ra hoàn toàn trong đĩa thí nghiệm. Ông không đặt mục tiêu tạo ra các trứng đầy đủ chức năng của con người trong phòng thí nghiệm. (Các quy định của Nhật Bản cấm thụ tinh những tế bào mầm của con người được tạo ra nhờ kĩ thuật, thậm chí chỉ với mục đích nghiên cứu). Nhưng ông ngờ rằng những nhà nghiên cứu khác sẽ thử. “Tôi không nghĩ việc đó sẽ phức tạp hơn nhiều,” Hanna, nhà sinh học tế bào gốc người Israel đã được trích dẫn ở trên, nói – bản thân ông đang hi vọng tạo ra trứng người.
Hanna là người cùng đứng đầu nhóm nghiên cứu đã công bố tạo ra tế tào mầm nguyên thủy nhân tạo ở người đầu tiên vào năm 2014. Vì những lí do đạo đức, ông chưa cấy chúng vào cơ thể người để thử phát triển chúng thành tinh trùng hoặc trứng. Nhưng triển vọng của việc nuôi dưỡng các tế bào mầm nguyên thủy của người trong đĩa thí nghiệm đang rất lôi cuốn. Hanna cho biết, phòng thí nghiệm của ông đã tiến hành những thí nghiệm tương tự như những thí nghiệm được mô tả trong bài báo mới của Hayashi. Thách thức đặt ra là làm thế nào để thu được những tế bào hỗ trợ cần thiết từ buồng trứng (hoặc, từ tinh hoàn, trong trường hợp đối với tinh trùng); hiện tại, quá trình này chỉ thành công với những tế bào gốc bào thai. Nhưng ông cũng hi vọng rằng những tế bào tương tự từ lợn hoặc khỉ cũng sẽ hiệu quả.
Nếu quy trình của Hayashi có hiệu quả với tế bào người, thì về nguyên tắc, nó có thể được sử dụng để tạo ra trứng từ tế bào da người, Hanna nói – ngoài ra, với tư cách một nhà hoạt động ủng hộ quyền của giới LGBT, ông nghĩ rằng khả năng này là “hợp pháp để nghiên cứu khi đến thời điểm”. Tuy nhiên Hayashi vẫn chưa sử dụng những tế bào da từ chuột đực để sản xuất trứng.
Hayashi nghĩ rằng những trứng “giống như noãn bào” ở người có thể được tạo ra trong vòng mười năm nữa, nhưng ông không chắc chúng đủ chất lượng cho việc điều trị các vấn đề về sinh sản. “Còn quá sớm để sử dụng các noãn bào nhân tạo trong điều trị lâm sàng”, ông nói, cảnh báo rằng nghiên cứu của ông đã cho thấy trứng nhân tạo của chuột thường có chất lượng thấp. Ông lo rằng những trứng này có thể tạo ra những phôi bất thường về gien, tiềm ẩn những bất thường ở các thế hệ con cháu. Trong nghiên cứu của ông, chỉ có 3,5% số phôi mầm được tạo ra từ trứng nhân tạo phát triển thành chuột con – so với 60% số trứng được nuôi dưỡng bên trong cơ thể chuột.
Nhưng cuộc tranh luận về khía cạnh đạo đức của công nghệ làm ra trứng nhân tạo trong đĩa thí nghiệm phải được bắt đầu ngay, theo Azim Surani, người tiên phong trong lĩnh vực này tại Đại học Cambridge, Anh Quốc. “Giờ là thời điểm thích hợp để đông đảo công chúng được tham gia vào những thảo luận này, từ rất lâu trước khi và trong trường hợp quy trình này trở nên khả thi ở con người,” ông nói.
Vũ Thanh Nhàn dịch
Nguồn: http://www.nature.com/news/mouse-eggs-made-from-skin-cells-in-a-dish-1.20817
