Frankenfowl: phôi thai lai giữa người và gà

Thực tế là các nhà nghiên cứu đang cố gắng tìm hiểu chi tiết hơn về cách các tế bào phôi được tổ chức, ảnh hưởng đến sự phát triển của phôi và quá trình hình thành những cấu trúc đặc thù trên cơ thể.

Thí nghiệm cấy ghép tế bào vào một phôi đang phát triển thực ra đã được tiến hành từ gần 100 năm trước, cụ thể là năm 1924 khi thí nghiệm tương tự trên loài lưỡng cư đã giúp các nhà khoa học phát hiện ra sự tồn tại của “organizer” – một vùng trên tế bào phôi gốc điều khiển sự phát triển của các loại tế bào khác (bao gồm cả ở người). Tuy nhiên, loại tế bào này rất khó nắm bắt, ngay cả cho đến bây giờ. Một số nghiên cứu mới đã mô tả những bằng chứng đầu tiên về organizer ở người, mà theo các nhà khoa học, đã đánh dấu một bước đột phá quan trọng trong lĩnh vực sinh học phát triển.

Do nhiều ràng buộc về mặt đạo đức liên quan đến hoạt động sử dụng phôi người cho mục đích nghiên cứu, các thí nghiệm nhằm tìm kiếm organizer trên người chỉ được thực hiện với tế bào gốc rồi đem cấy lên phôi của một số loài động vật khác, chẳng hạn như gà.

Sự kết hợp giữa tế bào gốc ở người với phôi động vật sẽ tạo ra những nguyên mẫu thí nghiệm gọi là chimera – động vật lai chứa tế bào từ cả vật cho lẫn nhận, do đó sẽ có hai bộ DNA khác nhau. Từ năm 2016, các nhà khoa học đã thực hiện cấy tế bào gốc ở người vào phôi của lợn và cừu trong khi đang nghiên cứu về khả năng chế tạo cơ quan nội tạng cho người trên cơ thể các động vật này. Và trong năm 2017, những thí nghiệm như vậy đã tạo ra phôi lợn đầu tiên còn sống sau khi được ghép với tế bào gốc của người.

Trong nghiên cứu mới công bố trên Nature hôm 23/05, các nhà khoa học đã sử dụng một loại đĩa đặc biệt để nuôi tế bào gốc [của người] ở giai đoạn ban đầu, sau đó đưa thêm vào các protein kích thích sinh trưởng. Từ đó, họ phát hiện thấy hai loại protein là Wnt và Activin đã có tác dụng liên quan đến sự hình thành của một cụm mô – sản sinh ra các protein thường được tìm thấy trong organizer trên tế bào gốc phôi người. Và đây cũng là lần đầu tiên mà những tế bào giả lập organizer được nuôi cấy thành công từ tế bào gốc ở người.

Tuy nhiên, thử thách thật sự là cần phải xem điều gì sẽ xảy ra sau khi cấy ghép khối tế bào này vào một phôi đang phát triển. Theo như nghiên cứu mô tả, khi các nhà khoa học cố gắng đưa khối tế bào gốc này vào trong phôi gà, thì tế bào người vẫn sống và lẫn vào tế bào của vật chủ. Và một điều tuyệt diệu đã xảy ra là các tế bào người bắt đầu kết hợp lại thành một loại mô – mà sau đó sẽ phát triển thành xương sống, thậm chí chỉ huy cả tế bào phôi gà để biến chúng thành hệ thần kinh.

Trong bài báo, nhóm nghiên cứu viết: việc tạo ra organizer của người đã “hoàn thiện một vòng tròn” do các nhà phôi học tiên phong bắt đầu từ gần một thế kỉ trước. Bên cạnh đó, họ cũng tin rằng phát hiện trên sẽ mở ra những hướng mới trong nghiên cứu về chức năng của organizer đối với sự phát triển của các tế bào phôi – được lưu giữ dọc theo chuỗi tiến hóa “từ ếch đến người”. Sau cùng, các nhà khoa học kết luận, rằng thành công của chimera (người-gà) cũng đem lại triển vọng mới cho những nghiên cứu về giai đoạn phát triển sớm của phôi thai người.