Tạo ra chuột con từ hai chuột đực

Các nhà khoa học tại Nhật Bản đã tạo ra những con chuột có hai con bố sinh học bằng cách tạo ra trứng từ các tế bào đực. Sự kiện này được đánh giá là mở ra những khả năng sinh sản hoàn toàn mới, chẳng hạn như các phương pháp điều trị các dạng vô sinh nghiêm trọng hoặc các cặp đồng giới có thể sinh con chung trong tương lai.

“Đây là trường hợp đầu tiên chúng ta tạo ra tế bào trứng của động vật có vú từ tế bào đực”, theo Katsuhiko Hayashi, người đứng đầu công trình nghiên cứu tại Đại học Kyushu, Nhật Bản và nổi tiếng quốc tế với tư cách là người tiên phong trong lĩnh vực nuôi cấy trứng và tinh trùng trong phòng thí nghiệm.

Hayashi đã trình bày kết quả mới tại Hội nghị thượng đỉnh quốc tế lần thứ ba về chỉnh sửa bộ gen người tại Viện Francis Crick ở London và dự đoán rằng về mặt kỹ thuật, sẽ có thể tạo ra một tế bào trứng của người từ tế bào da của nam giới trong vòng một thập kỷ tới.

Trước đây, các nhà khoa học đã tạo ra những con chuột có hai con bố sinh học thông qua một chuỗi các bước phức tạp, bao gồm cả kỹ thuật di truyền. Tuy nhiên, đây là lần đầu tiên trứng động vật có vú được nuôi cấy từ tế bào con đực và đánh dấu một bước tiến đáng kể. Nhóm của Hayashi hiện cố gắng tái lập thành tựu này với tế bào người, mặc dù sẽ có những trở ngại đáng kể đối với việc sử dụng tế bào trứng người nuôi trong phòng thí nghiệm cho mục đích lâm sàng, bao gồm cả việc khẳng định tính an toàn.

“Về mặt công nghệ, quy trình này sẽ có thể được thực hiện được ở người chỉ trong 10 năm nữa”, Hayashi cho biết. Ông chia sẻ thêm rằng cá nhân ông sẽ ủng hộ sử dụng lâm sàng công nghệ này để cho phép hai người đàn ông có con chung, nếu công nghệ được chứng minh là an toàn.

Dù vậy, "tôi không biết liệu công nghệ này có thể được ứng dụng trong sinh sản hay không, đó không phải chỉ là câu hỏi khoa học, mà còn là câu hỏi xã hội", Hayashi nói.

Kỹ thuật mới cũng có thể được ứng dụng để điều trị các dạng vô sinh nghiêm trọng, bao gồm hội chứng Turner ở phụ nữ, trong đó một bản sao của nhiễm sắc thể X bị thiếu hoặc thiếu một phần. Hayashi cho biết chính ứng dụng này là động lực lớn cho nghiên cứu.

Những người khác cho rằng việc tiến hành kỹ thuật mới trên tế bào người có thể là một thách thức. Các tế bào người cần thời gian nuôi cấy lâu hơn nhiều để tạo ra một trứng trưởng thành, điều này có thể làm tăng nguy cơ các tế bào mắc phải những thay đổi di truyền không mong muốn.

Giáo sư George Daley - hiệu trưởng Trường Y Harvard, mô tả công trình này là “hấp dẫn”, nhưng nói thêm rằng nghiên cứu khác đã chỉ ra rằng việc tạo ra giao tử nuôi cấy trong phòng thí nghiệm từ tế bào người khó hơn so với tế bào chuột. “Chúng ta vẫn chưa hiểu đủ về sinh học độc đáo của quá trình hình thành giao tử ở người để tái lập trên người kết quả nghiên cứu như của Hayashi trên chuột", Daley nói.

Nghiên cứu của Hayashi dựa trên một chuỗi các bước phức tạp để biến đổi một tế bào da, mang tổ hợp nhiễm sắc thể XY của nam giới, thành một tế bào trứng, với phiên bản XX của nữ giới.

Các tế bào da của nam giới đã được tái lập trình thành trạng thái giống như tế bào gốc, hay tế bào gốc đa năng cảm ứng (iPS). Nhiễm sắc thể Y của các tế bào này sau đó bị xóa và thay thế bằng một nhiễm sắc thể X “mượn” từ một tế bào khác để tạo ra các tế bào iPS có hai nhiễm sắc thể X giống hệt nhau.

Cuối cùng, các tế bào được nuôi cấy trong một "buồng trứng", hay chính xác hơn là một hệ thống nuôi cấy được thiết kế để tái tạo các điều kiện bên trong buồng trứng của chuột. Khi trứng được thụ tinh với tinh trùng bình thường, các nhà khoa học đã thu được khoảng 600 phôi. Số phôi này được cấy vào chuột mang thai hộ, dẫn đến sự ra đời của 7 chuột con. Tỷ lệ ra đời chuột con khoảng 1%, thấp hơn so với tỷ lệ đạt được khi trứng có nguồn gốc từ con cái, khoảng 5%.

Những con chuột con có vẻ khỏe mạnh, có tuổi thọ bình thường và tiếp tục sinh con khi trưởng thành. Hayashi nói: “Chúng trông ổn, có vẻ đang phát triển bình thường, và đã trở thành những con bố".

Giáo sư Alexander Clark - người nghiên cứu về các giao tử nuôi trong phòng thí nghiệm tại Đại học California Los Angeles, nói rằng việc ứng dụng công nghệ mới trên tế bào người sẽ là một "bước nhảy vọt", bởi vì các nhà khoa học vẫn chưa thể tạo ra trứng người nuôi cấy trong phòng thí nghiệm từ tế bàocủa người nữ.

Các nhà khoa học đã tạo ra tiền thân của trứng người, nhưng cho đến nay, các tế bào đã ngừng phát triển trước thời điểm giảm phân, một bước phân chia tế bào quan trọng cần thiết cho sự phát triển của trứng và tinh trùng trưởng thành. “Chúng tôi sắp vượt qua được nút thắt cổ chai này, nhưng các bước tiếp theo vẫn là thách thức kỹ thuật, có thể mất 10 năm hoặc 20 năm để vượt qua", Clark nói.