Các em bé chỉnh sửa gene có thể bị giảm tuổi thọ

Các nhà khoa học đã chỉnh sửa hệ gene cả các bé gái sinh đôi trong nỗ lực giúp các em có khả năng kháng bệnh HIV có thể đã tình cờ làm giảm tuổi thọ tự nhiên của các em. Những người có hai bản sao geneCCR5bị vô hiệu hóa – vốn bảo vệ họ trước khả năng lây nhiễm HIV – đều có 21% khả năng qua đời trước tuổi 76, khi so sánh với người có ít nhất một bản sao gene này, theo một nghiên cứu xuất bản vào ngày 3/6/2019 trênNature Medicine. Nguyên nhân về sự khác biệt này vẫn chưa được biết rõ.

Các phân tích này dựa trên dữ liệu di truyền và dữ liệu y tế của gần 410.000 người ghi tên trong dự án nghiên cứu UK Biobank. Các tác giả nghiên cứu đã không có đủ dữ liệu để ước tính các xác suất vượt quá mốc 76 tuổi.

He Jiankui, nhà lý sinh học ở đại học KH&CN miền Nam ở Thâm Quyến, Trung Quốc đã phải đối mặt với sự chỉ trích của chính đồng nghiệp trong nước sau khi tiết lộ đã giúp sinh những em bé chỉnh sửa gene đầu tiên trên thế giới vào tháng 11/2018. Các nhà khoa học và đạo đức học vẫn đang vật lộn với những gợi ý của việc thay đổi các gene của một cá nhân theo các cách có thể ảnh hưởng tới các thế hệ tương lai – những gì còn chưa từng có tiền lệ trước đây.

Và nhiều nhà khoa học đã dấy lên câu hỏi về sự lựa chọn gene của He.Mã hóa CCR5một protein cho phép virus HIV xâm nhập các tế bào miễn dịch. Cắt đi phần gene có thể làm bất hoạt nó — bắt chước một đột biến xảy ra một cách tự nhiên, CCR5-Δ32, để kháng lại HIV. Các nhà nghiên cứu đã lo ngại về bằng chứng cho rằng biến dịCCR5-Δ32khiến con người mẫn cảm nhiều hơn với ảnh hưởng từ lây nhiễm cúm và virus vùng Tây sông Nile – một loại virus RNA sợi đơn gây sốt Tây sông Nile.

Nghiên cứu gần nhất càng khiến người ta thêm nghi ngờ về sự “khôn ngoan” của việc làm bất hoạt loại gene này nhằm chống lại HIV, Philip Murphy – một nhà miễn dịch học phân tử tại Viện nghiên cứu dị ứng và các bệnh truyền nhiễm quốc gia Mỹ ở Bethesda, Maryland, nhận xét. “Nếu anh cho rằng, chẳng cần sống lâu, chỉ cần vượt qua một độ tuổi nào đó thì đơn giản, việc chỉnh sửa một gene đặc biệt xứng đáng là rủi ro có thể chấp nhận được”. Nhưng với những khả năng điều trị HIV hiện hành thì nhiều người có thể “chung sống hòa bình với loại virus này tới già".

Đột biến bí ẩn

Vào thời điểm He công bố kết quả của mình, nhà sinh học tiến hóa April Wei của trường đại học California, Berkeley, đã phát triển một công cụ tính toán có khả năng tìm ra mối liên hệ những đột biến di truyền với tuổi thọ, sử dụng dữ liệu từ UK Biobank. Chị và nhà di truyền học Rasmus Nielsen, cũng làm việc tại Berkeley, quyết định kiểm tra công cụ này vớiCCR5. “Với chúng tôi, đây thực sự là một gene thú vị,” Wei nói.

Tất cả hệ gene của động vật có vú chứa một phiên bản CCR5,nó cho thấy vai trò quan trọng của gene này về mặt sinh học của loài động vật này. Đột biếnCCR5-Δ32cũng là điểm chung cả nhiều quần thể người, khoảng 11% người Anh mang đột biến của cả hai bản sao geneCCR5, và tỷ lệ đó thậm chí còn cao hơn trong các quần thể người Scandinavia.

Các đột biến làm xóa đi phần gene chức năng hiếm khi phổ biến. Tỷ lệ lưu hành của CCR5-Δ32cho thấy, ít nhất trong một số trường hợp, sự bất hoạt của gene CCR5có thể đem đến một lợi thế tiến hóa, Murphy nói. Nhưng các nhà khoa học chưa biết điều đó có ý nghĩa gì.

Mối liên hệ rõ ràng giữa đột biến CCR5-Δ32và tuổi thọ hết sức thú vị nhưng không đáng ngạc nhiên, theo David Melzer – một nhà dịch tễ học tại trường đại học Exeter, Anh, người vẫn sử dụng dữ liệu từ Biobank UK để nghiên cứu về sự trường thọ. Một trong những chỉ thị di truyền mà Wei và Nielsen dùng để kiểm tra hình thức đột biến của CCR5có liên quan đến những điều kiện tự miễn dịch – như bệnh Crohnvà tiểu đường type 1 – có thể làm tuổi đời của một cá nhân thấp hơn. Nhưng Melzer cho biết, bằng chứng cho mối liên hệ giữa việc xóaCCR5 và tuổi đời không mật thiết bằng việc có sự ảnh hưởng của nhiều gene khác với sự trường thọ.

Và Murphy nói, nghiên cứu này còn bị giới hạn bởi các dữ liệu của nó từ những người ở độ tuổi 41 hoặc nhiều hơn, và có thể đã loại trừ cả những người đã qua đời ở lứa tuổi thấp hơn, hoặc với người ốm và không tham gia vào UK Biobank. Nhưng ông cũng công nhận, các nhà nghiên cứu đã “thực hiện được một nghiên cứu giá trị với lượng thông tin có sẵn”.

Những rủi ro chưa lường trước

VớiWei, những khám phá của nghiên cứu này củng cố thêm ý tưởng là sự bất hoạt gene CCR5 ở phôi người là một ý tưởng tồi. “Tôi nghĩ, nó thực sự khó chứng minh được là một gene có lợi ích vô điều kiện và đó là những gì cần được cân nhắc. Thậm chí nếu chúng tôi giải quyết được những vấn đề kỹ thuật và đạo đức, chúng tôi có thể chỉnh sửa được một gene thì thực sự chúng tôi cũng không biết rõ nó có ảnh hưởng xấu đến con người không”.

Alcino Silva, một nhà khoa học thần kinh tại trường đại học California, Los Angeles, đồng ý với nhận định này. “Vài thời điểm này, thật điên rồ khi đi trước và bắt đầu thực hiện trên những gene đột biến của người. Dù có ý định tốt và thành thạo việc thiết kế các điều chỉnh gene nhưng chúng ta vẫn đơn giản là không đủ hiểu biết để thực hiện công việc ngay thời điểm này”. He có thể thích thấy nhiều nghiên cứu trên những người có gene CCR5không hoạt động, vốn có thể giúp anh ta hiểu vì sao chức năng của nó có liên kết với tuổi thọ.

Nhóm nghiên cứu của Silva đã thấy là việc cô lập geneCCR5dường như giúp con người phục hồi sau đột quỵ nhanh hơn, và cải thiện trí nhớ lẫn khả năng học tập trên chuột. Nhưng anh cho rằng bất hoạt gene này cũng giống như việc loại bỏ phanh trên ô tô. “Xe có thể đi nhanh hơn,” Silva nói, nhưng rủi ro cũng có thể tới ở mức độ cao hơn, giống như cứ mày mò với sự phát triển của não có thể là nguyên nhân gây ra bệnh tật. “Tiến hóa đã phải diễn ra trong thời gian dài và chọn lọc rất nhiều mới có thể đem lại cho chúng ta những gene mà chúng ta cần,” anh nói.