Một nhóm các nhà khoa học dẫn đầu bởi Giáo sư Juan Carlos Izpisúa Belmonte từ Viện Salk – Hoa Kỳ đã tạo ra phôi thai khỉ đầu tiên có chứa tế bào người. Nghiên cứu lai tạo ra chimera (thuật ngữ tiếng Hy Lạp chỉ quái vật lai) đầu tiên trên thế giới giữa người-khỉ này đã làm dấy lên hàng loạt tranh luận về đạo đức khoa học.

Phôi chuột nhắt với tế bào chuột đồng được đưa vào tim. Nguồn: Salk Institute/ El País.
Phôi chuột nhắt với tế bào chuột đồng được đưa vào tim. Nguồn: Salk Institute/ El País.

Nhật báo El País của Tây Ban Nha hôm 30/7 vừa công bố việc một nhóm các nhà nghiên cứu, tới từ Viện Salk và Đại học Công giáo Murcia (UCAM) – TBN, đã lai tạo thành công một số phôi chimera khỉ-người tại Trung Quốc.

Chimera được xem như một trong những giải pháp tiềm năng để đối phó với tình trạng thiếu nội tạng cấy ghép cũng như vấn đề đào thải nội tạng của cơ thể. Các nhà khoa học tin rằng trong tương lai, có thể phát triển phương pháp lấy tế bào một người trưởng thành và lập trình lại thành các tế bào gốc - vốn cho phép tạo ra bất kỳ loại tế bào nào trong cơ thể, sau đó chúng được cấy vào phôi của một loài khác để phát triển thành một bộ phận của cơ thể người và có thể cấy ghép cho người.

Chimera là tên gọi xuất phát từ thần thoại Hi Lạp chỉ con quái thú có thân mình kết hợp giữa sư tử, dê và rắn. Trong nghiên cứu, chimera chỉ loại sinh vật mang tế bào đến từ hai hoặc nhiều loài khác, thậm chí gần đây còn là sự kết hợp giữa các loài khác nhau.

Izpisúa và nhóm nghiên cứu trước đây đã từng thành công trong việc tạo ra phôi lợn và phôi cừu có chứa tế bào người, dù với tỷ lệ rất nhỏ: với trường hợp phôi lợn, ước tính chỉ có 1/100.000 tế bào là của người. Chimera lợn-người và cừu-người được quan tâm thử nghiệm trước một phần vì nội tạng lợn và cừu có kích thước phù hợp có thể cấy ghép cho người. Tuy vậy, kết quả thử nghiệm cho thấy tế bào người không duy trì được một cách hiệu quả trong phôi các loài này.

Minh họa tượng Chimera xứ Arezzo bằng đồng, đúc khoảng năm 400 TCN. Nguồn: Fine Art America.
Minh họa tượng Chimera xứ Arezzo bằng đồng, đúc khoảng năm 400 TCN. Nguồn: Fine Art America.

Do đó khả năng thí nghiệm chimera khỉ-người – hai loài vốn có khoảng cách di truyền gần nhau hơn – là nhằm mục đích khám phá cách cải thiện tỷ lệ tế bào người trong cơ thể động vật. Theo GS. Alejandro De Los Angeles (khoa Tâm thần học - Đại học Yale) trả lời The Guardian: “Việc tạo ra các chimera khỉ-người có thể cho chúng ta hiểu hơn cách thức tạo ra chimera lợn-người có thể cho nội tạng cấy ghép. Nó cũng cho ta hiểu về những loại tế bào gốc nào nên được sử dụng, hoặc những cách khác cho phép tăng cường cái gọi là “độ chimera người” trong lợn.

Tuy vậy các chi tiết về nghiên cứu được tiết lộ vẫn rất nhỏ giọt: Izpisúa và đồng nghiệp đã từ chối không trả lời câu hỏi chi tiết từ báo chí với lý do đang chờ đợi việc công bố kết quả lên các tạp chí nghiên cứu lớn.

Ranh giới đỏ

De Los Angeles và nhóm nghiên cứu Izpisúa cũng trấn an các lo ngại về đạo đức khi giải thích rằng các phôi chimera khỉ-người, tương tự như các thử nghiệm trước đây ở lợn và cừu, sẽ chỉ được phát triển trong vài tuần (được gọi là “ranh giới đỏ 14 ngày”) – trước khi phôi hình thành hệ thần kinh và các cơ quan khác.

Tuy vậy, theo GS. Robin Lovell-Badge, nhà sinh học phát triển từ Viện Francis Crick – London, nếu các chimera này được phép phát triển hơn nữa thì sẽ có thể đáng lo ngại. “Làm thế nào để anh tự hạn chế các tế bào người chỉ đóng góp vào một loại nội tạng mà anh muốn có? Nếu nó chỉ cho ra một tuyến tụy, một quả tim hay quả thận chẳng hạn, thì anh làm được cũng tốt thôi. [Nhưng] nếu anh cho phép những sinh vật này ra đời và những tế bào người anh cấy vào có ảnh hưởng lớn đến hệ thần kinh trung ương của sinh vật đó, thì đó rõ ràng đã trở thành một mối lo ngại.”

Và cùng thời điểm khi tin tức về chimera khỉ-người xuất hiện, một nhóm nhà nghiên cứu từ ĐH Tokyo và ĐH Stanford, dẫn đầu bởi GS. Hiromitsu Nakauchi đã nhận được sự chấp thuận đầu tiên của Chính phủ Nhật Bản để nghiên cứu tạo ra chimera chuột nhắt-người quá ngưỡng 14 ngày, dấy lên lo ngại liệu các nghiên cứu có thể cho ra đời một chimera hoàn chỉnh hay không.

GS. Lovell-Badge cho biết một khi ra đời, các sinh vật này rất khó có khả năng có được các hành vi giống người, nhưng theo ông, cũng có thể chúng sẽ không có hành vi tương tự một loài gặm nhấm bình thường.

“Cho nên ở đây ta có các vấn đề về quyền động vật cũng như vấn đề đạo đức từ việc khiến một sinh vật nào đó bộc lộ tính người,” ông nói. “Hiển nhiên nếu bất kỳ động vật nào sinh ra mà có khía cạnh ngoại hình, khuôn mặt, tứ chi, làn da, phản ánh chút gì của con người, thì dù rất đáng chú ý về mặt khoa học, tôi tin rằng mọi người sẽ cảm thấy rất đáng lo ngại.”

De Los Angeles và các đồng nghiệp cũng gợi ý rằng các chimera khỉ-người, về lý thuyết, có thể cung cấp những cách thức mới để nghiên cứu các bệnh về thần kinh và tâm thần ở người.

“Về lý thuyết, đối với nghiên cứu những loại bệnh, như các bệnh về não chẳng hạn, mà mô hình linh trưởng không đủ tốt thì có thể giải quyết bằng cách tạo ra các chimera khỉ-người,” ông trả lời tờ The Guardian, và nói thêm rằng trong trường hợp đã có hơn 150 thử nghiệm thất bại với bệnh Alzheimer trong 20 năm qua, mà có thể là do thiếu một mô hình bệnh tốt.

Một cách tiếp cận khả thi cho nghiên cứu não bộ là phôi khỉ có thể được biến đổi gene và sau đó được tiêm tế bào gốc của người, để cho một phần của não, ví dụ như vùng đồi hải mã, sẽ chỉ bao gồm các tế bào người. Một cách tiếp cận tương tự trước đây đã được Izpisúa và đồng nghiệp sử dụng để nuôi tụy chuột đồng trong cá thể chuột nhắt.

Nếu bất kỳ động vật nào sinh ra mà có biểu hiện về ngoại hình như khuôn mặt, tứ chi, làn da, phản ánh chút gì của con người, thì tôi tin rằng mọi người sẽ cảm thấy rất đáng lo ngại, theo Lovell-Badge, nhà sinh học phát triển ở Viện Francis Crick – London.

“Nếu ta chỉ đổi vùng đồi hải mã thôi thì điều đó không có nghĩa là ta sẽ có bộ não người hoạt động được,” GS. Lovell-Badge cho biết. “Có thể não sẽ có những ký ức tốt hơn một chút, hoặc những ký ức khác đi một chút, nhưng ở đây chúng không có được một vỏ não như người, vốn là điều thực sự làm cho chúng ta trở thành con người.”

Nhưng những đề xuất như vậy đi thẳng vào mệnh đề đạo đức mà từ trước tới nay nhiều người đang cố gắng né tránh: khả năng tế bào người xuất hiện trong não khỉ, một biến đổi mà một số người lo sợ có thể tạo ra các sinh vật giống người. Các nhà nghiên cứu trước đó cũng cho biết họ đã có thể ngăn chặn các tế bào của con người xuất hiện trong não hay cơ quan sinh dục của các chimera.

De Los Angeles cũng nói thêm rằng vẫn còn một chặng đường xa nữa thì các chimera khỉ-người mới được ra đời: “Khoảng cách tiến hóa giữa con người và khỉ là 30 - 40 triệu năm, vì vậy ta vẫn chưa rõ liệu điều này có thực sự khả thi hay không,” ông nói. “Sự khác biệt này giữa chuột đồng và chuột nhắt dù chỉ lớn hơn 10 triệu năm mà hiệu quả của việc tạo ra những chimera chuột đồng-chuột nhắt đã khá là thấp rồi.”

Ngưỡng cấm bị vượt qua

Một yếu tố khiến các thí nghiệm chimera khỉ-người của nhóm Izpisúa đáng chú ý là việc chúng được thực hiện tại Trung Quốc để tránh các vấn đề pháp lý.

Tại Tây Ban Nha, hình thức nghiên cứu này bị hạn chế nghiêm ngặt, trừ trường hợp nghiên cứu các bệnh truyền nhiễm đặc biệt nguy hiểm – trong khi tại Mỹ, dù không bị cấm, chúng cũng bị loại trừ khỏi mọi nguồn tài trợ từ ngân sách liên bang theo quyết định của Viện Y tế Quốc gia (NIH) từ năm 2015.

Tuy nhiên, không có một quy định tương tự như vậy tồn tại ở Trung Quốc. Mặt khác, nước này trong khoảng 20 năm trở lại đây đang đầu tư nhiều hơn bất cứ nước nào vào nghiên cứu chỉnh sửa gene ở cây trồng và động vật, theo thông tin từ một phóng sự đăng trên tạp chí Science đầu tháng này. Để giải quyết vấn đề khan hiếm nội tạng cấy ghép trong y tế, Chính phủ Trung Quốc đã đặc biệt ủng hộ nỗ lực phát triển nội tạng cấy ghép trong động vật và đã thu hút nhiều nhà nghiên cứu đầu ngành trong và ngoài nước đến làm việc, mà nhóm Izpisúa chỉ là một trong số nhiều nhóm đang hoạt động.

Trung Quốc đang dần trở thành trung tâm mới cho các nghiên cứu chỉnh sửa gene.  GS. Lai Liangxue (Lại Lương Học) từ Viện Y sinh và Y học Quảng Châu cũng đang thực hiện các nghiên cứu chỉnh sửa gene ở lợn với kỳ vọng giải quyết vấn đề nội tạng cấy ghép cho người. Nguồn: Science.
Trung Quốc đang dần trở thành trung tâm mới cho các nghiên cứu chỉnh sửa gene. GS. Lai Liangxue (Lại Lương Học) từ Viện Y sinh và Y học Quảng Châu cũng đang thực hiện các nghiên cứu chỉnh sửa gene ở lợn với kỳ vọng giải quyết vấn đề nội tạng cấy ghép cho người. Nguồn: Science.

Mặt khác, việc làm bộ não động vật trở nên giống người hơn dù vẫn là ngưỡng cấm với một số nhà nghiên cứu, nhưng theo một cách nào đó thì ngưỡng cấm này đã bị vượt qua tại Trung Quốc. Vào tháng Tư vừa qua, các nhà khoa học nước này đã công bố một nghiên cứu trong đó tuyên bố đã đưa một gene não người vào khỉ, với kết quả là các cá thể thí nghiệm có các biểu hiện bao gồm trí nhớ ngắn hạn tốt hơn và thời gian phản ứng ngắn hơn. Những sinh vật này không phải là chimera, nhưng rõ ràng là ranh giới đang được vẽ lại.

Ở Nhật Bản, nghiên cứu của nhóm Nakauchi đã được hưởng lợi nhờ quyết định mới của chính phủ hồi tháng 3, dỡ bỏ lệnh cấm phôi chimera được phát triển quá ngưỡng 14 ngày và được cấy vào tử cung, đồng nghĩa việc các chimera này có thể, nếu được cho phép, phát triển thành sinh vật sống. GS. Nakauchi tuy vậy cho biết ông chưa có kế hoạch làm như vậy với các thử nghiệm chimera chuột nhắt-người mà sẽ từng bước kéo dài thời gian, bắt đầu từ 14 ngày rưỡi và 15 ngày rưỡi trước khi có thể được phép đi xa hơn, theo tạp chí Nature.

Chính phủ các nước phương Tây dù vậy vẫn dè dặt trong việc thúc đẩy các nghiên cứu này đi quá xa do vấn đề đạo đức hay dư luận xã hội. “Tại Anh, bất kỳ đề xuất tạo ra chimera khỉ-người nào cũng sẽ cần phải chứng minh tính đóng góp [cho nghiên cứu y học] rất rõ ràng và sẽ phải trải qua một quy trình đánh giá rất ngặt nghèo,” GS. Lovell-Badge nói. “Tôi chắc chắn rằng bất kỳ đề xuất nào dám đi thẳng đến mục tiêu cho ra đời chimera sẽ không được chấp thuận ở Anh và có lẽ ở Nhật Bản cũng tương tự.”

Chuyên gia chính sách khoa học Tetsuya Ishii từ ĐH Hokkaido cũng cho rằng những bước đi của Chính phủ Nhật Bản trong vấn đề này cũng phản ánh sự thận trọng cần có: “Đúng là cần có những bước đi khéo léo và cẩn trọng để tạo điều kiện đối thoại với công chúng, vốn quan tâm đến vấn đề và đang cảm thấy rất lo lắng.”

Juan Carlos Izpisúa Belmonte: Ông trùm CRISPR

Juan Carlos Izpisúa Belmonte, sinh năm 1960 ở Hellín (tỉnh Albacete, Tây Ban Nha), là giáo sư của Phòng thí nghiệm biểu hiện gene tại Viện Nghiên cứu Sinh học Salk, California – Mỹ từ năm 1993. Ông cũng là người sáng lập Trung tâm Y học Tái tạo Barcelona (CMRB) vào năm 2004, góp phần đưa Tây Ban Nha vươn lên vị thế tiên phong trong ngành nghiên cứu mới này và được biết đến với nhiều giải thưởng nhờ các nghiên cứu về phát triển mô và nội tạng.

Trong 10 năm ông làm việc, CMRB đã xuất bản được hơn 200 bài báo nghiên cứu trong đó có những công trình lớn, như một trong những dự án của Izpisúa về phát triển “thận siêu vi” từ tế bào gốc đã được Science tôn vinh là một trong những thành tựu khoa học lớn nhất của năm 2013.

GS. Juan Carlos Izpisúa Belmonte, người đứng đầu nhóm nghiên cứu về chimera. Nguồn: El País.
GS. Juan Carlos Izpisúa Belmonte, người đứng đầu nhóm nghiên cứu về chimera. Nguồn: El País.

Năm 2014, ông từ chức Viện trưởng CMRB do mâu thuẫn với Chính phủ Catalonia và Tây Ban Nha về vấn đề cắt giảm kinh phí nghiên cứu, nguyên nhân vì chính sách ‘thắt lưng buộc bụng’ áp dụng trong đỉnh điểm khủng hoảng nợ công quốc gia. Việc ông rời CMRB cũng lấy đi 18 trong số 21 dự án nghiên cứu của viện này và được truyền thông khi đó coi như một mất mát lớn của khoa học Tây Ban Nha.

Năm 2017, nhóm nghiên cứu của Izpisúa công bố thành công trong việc tạo chimera đầu tiên giữa chuột đồng và chuột nhắt sử dụng công cụ chỉnh sửa gene CRISPR. Cũng trong năm đó, nhóm đã thực hiện thử nghiệm tạo ra chimera lợn-người đầu tiên trên thế giới.

Năm 2018, ông được tạp chí Time bình chọn là một trong 50 nhân vật có ảnh hưởng nhất trong năm của ngành y tế.