Tạo thành công phôi thai loài lai người - lợn

Phôi thai lợn chứa tế bào gốc của người lần đầu tiên được tạo ra thành công. Ảnh: Independent.

Trong nghiên cứu mới công bố trên tạp chí Cell, các nhà khoa học ở Viện Nghiên cứu Sinh học ở Salk, California, Mỹ, báo cáo tạo thành công phôi thai lợn chứa tế bào gốc đa năng của người, International Business Times hôm 26/1 đưa tin.

Cho ra đời loài lai giữa người và động vật thu hút nhiều sự quan tâm trong những năm gần đây. Đây là quá trình tạo phân tử AND với các đoạn lấy từ hai tổ chức sinh vật khác nhau trở lên trong phòng thí nghiệm. Mục đích cuối cùng của nghiên cứu này là sản sinh những cơ quan nội tạng hoạt động được ở động vật với kích thước, đặc điểm giải phẫu và hình dáng gần giống con người. Các nhà nghiên cứu hy vọng có thể sử dụng chúng trong cấy ghép để đối phó với tình trạng thiếu nội tạng hiến tặng trên toàn cầu.

Tuy nhiên, quá trình lai tạo vẫn còn phải trải qua một chặng đường dài. Những thí nghiệm chủ yếu hướng đến giải quyết các trở ngại kỹ thuật và hiểu rõ vai trò của tế bào gốc đa năng trong quá trình đó.

Trước khi quyết định tạo loài lai giữa người và lợn, lúc đầu các nhà khoa học thí nghiệm trên chuột nhắt và chuột cống, hai loài họ hàng gần.

Nghiên cứu hứa hẹn giải quyết tình trạng thiếu nội tạng cấy ghép hiện nay. Ảnh: AP.

"Chúng tôi muốn tạo ra vật lai chuột nhắt - chuột cống để tìm hiểu nhiều nguyên tắc cơ bản về loài lai. Chuột nhắt và chuột cống có họ hàng gần với nhau và chia tách trong quá trình tiến hóa cách đây 15 - 20 triệu năm, nhưng giữa con người và lợn, khoảng cách rộng hơn", Juan Carlos Izpisua Belmonte, người đứng đầu nhóm nghiên cứu cho biết. "Do đó trước khi chuyển sang con người, thu thập thêm thông tin về loài lai và chuột nhắt - chuột cống là một khởi đầu hoàn hảo".

Nhóm nghiên cứu ở Viện Salk tạo thành công loài lai chuột nhắt - chuột cống bằng cách đưa một số loại tế bào gốc đa năng khác nhau của chuột cống vào phôi thai chuột nhắt. Sau đó, họ theo dõi tế bào gốc chuột cống có thể phát triển thành những cơ quan nội tạng hoạt động được bên trong con chuột hay không. Để làm vậy, họ sử dụng kỹ thuật chỉnh sửa gene để xóa những gene chuột nhắt đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển cơ quan nội tạng như tim, tuyến tụy hoặc mắt, qua đó ngăn các cơ quan này hình thành.

Tuy nhiên, tế bào gốc đa năng phát huy vai trò và phân tách thành những cơ quan nội tạng còn thiếu. "Đối với tuyến tụy, kỹ thuật tỏ ra hiệu quả. Con lai chuột nhắt - chuột cống với tuyến tụy chuột cống ra đời và sống tới thời kỳ trưởng thành. Tuyến tụy của con vật hoạt động tốt. Đối với tim, chúng tôi chỉ có thể tạo ra tim ở giai đoạn phôi thai, chưa phải quả tim trưởng thành, có thể do đây là cơ quan nội tạng phức tạp hơn", Izpisua Belmonte nói.

Trong giai đoạn thứ hai của nghiên cứu, các nhà khoa học tiến tới đưa tế bào người vào phôi thai lợn. Dù loài khỉ gần gũi hơn với con người, luật pháp Mỹ cấm tiêm tế bào người vào phôi thai của các loại linh trưởng khác. Ở giai đoạn này, một số dạng tế bào gốc khác nhau của người được tiêm vào và tồn tại, dẫn tới sự ra đời của phôi thai loài lai người - lợn.

Tuy nhiên, những tế bào gốc đa năng của người đóng vai trò rất ít trong quá trình phát triển phôi thai. "Chúng tôi có thể phát hiện tế bào người ở phôi thai lợn, nhưng sự đóng góp thấp hơn nhiều so với nghiên cứu chuột cống - chuột nhắt", Izpisua Belmonte chia sẻ.

Nhóm nghiên cứu vẫn chưa rõ liệu tế bào gốc đa năng của người thực sự có thể tạo thành cơ quan nội tạng người hoạt động được bên trong cơ thể lợn hay không.

"Chúng tôi đang tiến hành những thí nghiệm bằng cách kết hợp chỉnh sửa gene CRISPR-CAS9 ở lợn với iPSC ở người, tương tự như đối với loài lai chuột nhắt - chuột cống, để xem xét liệu tế bào người có dồi dào trong một cơ quan nội tạng hay không. Ở giai đoạn này, do mức độ đóng góp của tế bào người rất thấp, chúng tôi hy vọng có thể thực hiện nhiều thử nghiệm hơn trước khi chứng kiến điều đó xảy ra", Izpisua Belmonte giải thích.

Phôi thai người - lợn bị ngừng phát triển ở khoảng 21 - 28 ngày. Ảnh: Juan Carlos Izpisua Belmonte.

Izpisua Belmonte ước tính cần ít nhất 5 - 10 năm trước khi việc tạo ra cơ quan nội tạng người ở động vật thành hiện thực. Trong lúc đó, các loài lai có thể được sử dụng để nghiên cứu sự phát triển phôi thai, và có tiềm năng áp dụng lâm sàng như lập mô hình dịch bệnh hoặc liệu pháp thay thế tế bào. Chúng cũng cung cấp nền tảng mới để hiểu rõ quá trình tiến hóa giữa hai loài.

Nghiên cứu làm dấy lên nhiều câu hỏi về đạo đức và pháp lý. Những người phản đối lo ngại nó sẽ dẫn đến việc tạo ra những con vật nửa người nửa lợn. Tuy nhiên, khả năng này rất khó xảy ra.

"Chúng tôi dừng thai kỳ của lợn trong khoảng 21 - 28 ngày, thời điểm rất sớm trong quá trình phát triển. Trong thời gian này, những cơ quan nội tạng quan trọng bắt đầu hình thành, và chúng tôi có thể phân tích cách tế bào người tương tác với tế bào lợn, cũng như tế bào người có thể góp phần hình thành mô và cơ quan nào. Những thông tin này sẽ giúp ích nhiều cho chúng tôi trong các nghiên cứu tương lai nhằm phát triển phương pháp tránh tạo ra tế bào não và tế bào vi trùng", Izpisua Belmonte nhấn mạnh.

Cộng đồng nghiên cứu đặc biệt quan tâm liệu tế bào người có thể góp phần hình thành bộ não hay không. Đây là một trong những thách thức quan trọng nhất về mặt đạo đức đối với nghiên cứu kiểu này. Trong báo cáo, các nhà khoa học chứng minh điều này không xảy ra bởi tế bào gốc đa năng của người không thể phân tách thành tế bào não. Tuy nhiên, trong các thí nghiệm tương lai, họ vẫn cần cẩn trọng để đảm bảo khả năng trên không xảy ra.