Ngành Y học sinh sản thế giới lại vừa chứng kiến một bước đột phá khi các nhà khoa học gần đây đã có thể tạo ra trứng chuột trưởng thành từ tế bào da của loài động vật này, lần đầu tiên dưới quy mô phòng thí nghiệm. Những quả trứng này thậm chí còn có thể thụ tinh và cho ra đời những cá thể chuột con. Với những thành tựu vừa ghi nhận, việc ứng dụng kỹ thuật tương tự đối với người được cho là chỉ còn phụ thuộc vào vấn đề thời gian. Nếu thành công, công nghệ mới hứa hẹn sẽ mở ra một cánh cửa vô cùng lạc quan trong điều trị vô sinh , đồng thời có thể đáp ứng được nhu cầu của các cặp đồng tính nam nếu họ muốn có con với nhau.

Giáo sư Katsuhiko Hayashi đến từ Khoa sinh học tế bào gốc và Y học tại Đại học Kyushu ở Fukoka (Nhật Bản), và các cộng sự của ông trong nhiều năm qua đã cố gắng tìm hiểu xem trứng phát triển như thế nào, bằng cách mô phỏng quá trình đó trong phòng thí nghiệm. Năm 2012, nhóm nghiên cứu gặt hái được một số thành công nhất định khi có thể biến các tế bào da chuột trở thành tế bào mầm - một loại tế bào trứng chưa trưởng thành xuất hiện trong các giai đoạn phát triển đầu tiên.

Tuy nhiên, những tế bào này sau khi được đem ra phân tích buộc phải cấy lại vào buồng trứng của chuột thì mới có thể kết thúc quá trình phát triển đó. Giờ đây, Hayashi và nhóm của ông đã có thể tạo ra trứng phát triển đầy đủ trong phòng thí nghiệm.

Quá trình nghiên cứu

Các nhà khoa học Nhật Bản đã bắt đầu nghiên cứu mới của họ bằng cách sử dụng những con chuột nâu cái khoảng 10 tuần tuổi. So với con người, độ tuổi này tương đương với khoảng 30. Nhóm nghiên cứu sau đó tiến hành lấy tế bào da từ những chiếc đuôi của các cá thể chuột. Sử dụng một kỹ thuật đã có từ khá lâu, các nhà nghiên cứu đã biến các tế bào này thành những tế bào gốc đa năng cảm ứng - loại tế bào đó có thể tiếp tục phân chia, và có khả năng trở thành bất cứ loại tế bào nào trong cơ thể.

Đặt những tế bào nói trên vào một hợp chất đặc biệt, nhóm chuyên gia đã có thể thúc đẩy chúng phát triển thành tế bào trứng chưa trưởng thành. Tuy nhiên, để hoàn toàn trưởng thành, trứng này cần nhận được sự hỗ trợ của các tế bào khác, đó là mô lấy từ buồng trứng của chuột, theo ông Hayashi. Trên đĩa Petri, các nhà khoa học đặt một nhóm nhỏ các tế bào buồng trứng này vào giữa những tế bào trứng chưa trưởng thành, thế là trứng bắt đầu trưởng thành. Bằng cách này, họ đã tạo ra 4048 trứng trưởng thành.

Để xem liệu những quả trứng này có thể cho ra đời những lứa con khỏe mạnh hay không, các nhà nghiên cứu sau đó đã cho thụ tinh vào trứng tinh trùng lấy từ những con chuột nâu đực khác. Trứng đã thụ tinh tiếp tục được cấy vào trong tử cung của chuột bạch cái, mỗi con nhận 35 phôi. Trong số 1.348 phôi được cấy vào những con chuột cái, tám chuột con đã chào đời.

Những cá thể chuột khỏe mạnh được chào đời nhờ kỹ thuật mới. Ảnh: Sciencemag

'Đó là một bước tiến rất lớn', ông Azim Surani đến từ Đại học Cambridge (Anh), cho biết. “Ý tưởng ở đây là bạn có thể bắt đầu với một tế bào da và tạo thành trứng phát triển, điều đó khá tuyệt vời”. Ông hy vọng kỹ thuật này có thể giúp chúng ta hiểu trứng phát triển như thế nào, đồng thời có thêm kiến thức về những tác động của đột biến gen đến khả năng sinh sản .

Xóa bỏ vô sinh

Theo các nhà khoa học, với những gì đã đạt được hiện tại, việc ứng dụng công nghệ nói trên lên con người chỉ còn là chuyện sớm muộn. 'Từ quan điểm kỹ thuật, nó có thể hoạt động', Hayashi nói. 'Nếu chúng ta có thể tạo ra trứng con người, đó sẽ là một công cụ rất mạnh trong việc chữa vô sinh”. 'Nếu có thể áp dụng kỹ thuật này với con người, chúng ta gần như có thể xóa bỏ vô sinh', giáo sư Y học sinh sản Zev Rosenwaks tại trường Y Weill Cornell (New York, Mỹ), cho biết. 'Tôi rất vui mừng về việc này”.

Phòng thí nghiệm Jacob Hanna tại Viện Khoa học Weizmann ở Rehovot (Israel), cho rằng việc áp dụng công nghệ tương tự lên con người sẽ xảy ra trong vòng 5 năm tới. 'Bạn sẽ có khả năng tạo ra trứng vô hạn', theo Hanna, thành viên của một nhóm nghiên cứu từng tạo tế bào trứng chưa trưởng thành từ tế bào da người.

Nếu tỏ ra hiệu quả đối với tế bào của người, kỹ thuật này có thể được sử dụng để tạo ra trứng dành cho những phụ nữ gặp khó khăn trong sinh sản do vấn đề tuổi tác, hoặc có số lượng trứng ít, cho phép họ có thể sử dụng phương pháp thụ tinh trong ống nghiệm (IVF). Phụ nữ có buồng trứng không lành lặn, chẳng hạn như sau điều trị ung thư, cũng có thể có lợi.

Trên lý thuyết, phương pháp này cũng có thể được sử dụng để tạo ra các tế bào trứng từ tế bào da của nam, nâng cao triển vọng cho sự chào đời của những em bé mang ADN của 2 người cha. 'Tôi nhận được email từ các cặp đồng tính về điều này mỗi ngày”, Hanna nói. “Các cơ quan quản lý sẽ cần phải thảo luận về ý tưởng này, nhưng tôi hoàn toàn ủng hộ”.

Một đứa trẻ với 2 người bố

Tạo tế bào trứng từ tế bào da của nam thật sự là kỹ thuật mang nhiều thách thức hơn. Hayashi và các đồng nghiệp của ông đã cố gắng sản xuất trứng từ tế bào lấy từ đuôi của chuột đực, nhưng chúng thường có xu hướng chết đi vào ngay giai đoạn phân chia tế bào quan trọng, khi nhiễm sắc thể đang được chia ra một cách chính xác trong quá trình phát triển giao tử.

Nguyên nhân giải thích cho vấn đề có thể xuất phát từ nhiễm sắc thể Y - nhiễm sắc thể xác định giới tính nam, đã phá vỡ quá trình này. Có một số cách được cho là có thể khắc phục trở ngại này, chẳng hạn như loại bỏ nhiễm sắc thể Y, Hanna nói. Sẽ còn có nhiều chướng ngại vật hơn cần phải vượt qua, trước khi ai đó có thể tạo ra tế bào trứng con người trong phòng thí nghiệm.

Một trong số đó cần kể đến chính là việc nhóm của giáo sư Hayashi đã sử dụng mô buồng trứng để thúc đẩy trứng trưởng thành. Hoàn toàn có thể thực hiện điều tương tự với các tế bào của con người, tuy nhiên các nhà nghiên cứu có thể sẽ cần phải phát triển một phương pháp thay thế cho phù hợp hơn.

Hiện vẫn chưa có gì chắc chắn là những quả trứng trưởng thành là khỏe mạnh. Chỉ một phần rất nhỏ trong số phôi được tạo ra bởi nhóm của ông Hayashi có thể cho ra đời thế hệ chuột tiếp theo. Trong số 8 chuột con được sinh ra nhờ kỹ thuật này, 2 con đã bị ăn bởi mẹ chúng. Có nhiều lý do để giải thích tại sao điều này xảy ra, nhưng có thể là do chuột mẹ đã nhận ra sự bất thường nào đó ở chuột con.

'Có những rủi ro mà chúng ta sẵn sàng chấp nhận ở động vật nhưng lại không thể đối con người', ông Craig Klugman , một nhà đạo đức sinh học tại Đại học DePaul ở Chicago (Mỹ), cho biết. 'Tôi là người đã kết hôn với đàn ông, nhưng tôi sẽ không tham gia cho đến khi nó trở thành một kỹ thuật đã được kiểm chứng”.

Một số cột mốc quan trọng trong việc tạo ra trứng từ tế bào khác

2011 - Phát triển thành công tinh trùng chuột trong phòng thí nghiệm từ mô tinh hoàn

2012 - Tế bào trứng chưa trưởng thành được tạo ra từ tế bào gốc được lấy và biến đổi từ da chuột

2014 - Phát triển thành công trứng người chưa trưởng thành từ tế bào gốc trong phòng thí nghiệm

2016 - Tinh trùng chưa trưởng thành phát triển từ tế bào mầm phôi. Tế bào trứng trưởng thành có khả năng tham gia sinh sản phát triển từ tế bào da chuột.

Những mong đợi sắp tới

2021 - Tế bào trứng của người phát triển trong phòng thí nghiệm từ các tế bào mầm có nguồn gốc từ da

2026 - Đứa bé đầu tiên chào đời từ một quả trứng được tạo ra từ tế bào da người lớn, có thể là tại một quốc gia có ít các quy định về vấn đề này hơn Anh, nhằm giúp đỡ những phụ nữ vô sinh

2028 - Em bé đầu tiên với 2 người cha sinh học ra đời.

Tham khảo: New Scientist