Tạo trứng và tinh trùng từ... da

Mặc dù hàng triệu trẻ sơ sinh đã chào đời nhờ phương pháp thụ tinh trong ống nghiệm (IVF) song kỹ thuật này không thể giúp những cặp vợ chồng sinh được một đứa trẻ mang đặc điểm di truyền của mình mà chỉ hỗ trợ các trường hợp thiếu trứng hoặc tinh trùng. Hiện đã có một biện pháp khác thay thế.

Bước tiến mới

Ý tưởng của các nhà khoa học là tạo ra trứng và tinh trùng từ những tế bào soma bình thường của cơ thể, chẳng hạn như da. Tính khả thi của phương pháp này chỉ mới được công nhận trong 11 năm trở lại đây. Tuy nhiên, nó đang làm cuộc cách mạng trong ngành y và những công nghệ hỗ trợ sinh sản có thể sớm được hưởng lợi.

Thay vì trải qua một quá trình lấy trứng đau đớn với tác động không chắc chắn về lâu dài, phụ nữ có thể sở hữu nguồn cung cấp trứng gần như vô hạn được làm từ một mảnh da. Như vậy, chúng ta có thể tạo ra một số lượng lớn phôi khá dễ dàng và không đau đớn.

Hồi năm 2007, hai nhà khoa học Nhật Bản Shinya Yamanaka và Kazutoshi Takahashi chỉ ra rằng tế bào soma của người - giống như tế bào da - có thể biến thành tế bào gốc, loại tế bào trong phôi thai có khả năng phát triển thành mọi loại mô trong cơ thể.

Loại tế bào được can thiệp nhân tạo này được gọi là tế bào gốc đa năng cảm ứng (iPSC). Hiện iPSC được nghiên cứu để phát triển các cơ quan bên ngoài cơ thể người, như tuyến tụy và thận nhằm phục vụ trong cấy ghép tạng. Về nguyên tắc, chúng cũng có thể hình thành trứng và tinh trùng.

Một túi noãn hoàng có nguồn gốc từ PGC Ảnh: TRƯỜNG ĐH KYOTO

Việc biến đổi tế bào soma được thực hiện bằng cách tiêm một loại hỗn hợp gien vào chúng, qua đó tạo ra loại protein được gọi là nhân tố phiên mã. Khi phôi phát triển bình thường, protein này kiểm soát hoạt động của gien và chỉ dẫn tế bào đến với "số phận" của mình, tức chúng sẽ trở thành loại tế bào chuyên biệt nào trong cơ thể.

Bằng cách can thiệp nhân tạo, một tế bào có thể bị đánh lừa và nghĩ rằng mình là một loại tế bào khác. Hai nhà sinh vật học Yamanaka và Takahashi phát hiện ra chỉ có 4 nhân tố phiên mã đặc biệt đủ sức "thuyết phục" tế bào da trở lại đóng vai trò như tế bào gốc.

Trong thực tế, các nhà nghiên cứu chỉ mới biến đổi iPSC thành tế bào mầm nguyên thủy (PGC) - tiền chất của tinh trùng và trứng. Một bước tiến lớn đạt được hồi tháng trước sau khi nhóm chuyên gia tại Trường ĐH Kyoto (Nhật Bản) thúc đẩy PGC người bước sang giai đoạn phát triển tiếp theo, gọi là tế bào túi noãn. Bước tiến tiếp theo là tế bào này chuyển thành noãn bào, sẵn sàng phân bào giảm nhiễm để trở thành tế bào trứng thật sự.

Cần thận trọng

Tạo ra trứng đầy đủ chức năng từ iPSC đạt được bước tiến xa hơn nhiều ở chuột. Nhóm nhà khoa học Nhật Bản do ông Mitinori Saitou dẫn đầu nói trên đã tạo ra PGC của chuột trong ống nghiệm, nuôi lớn chúng bằng cách sử dụng mô buồng trứng rồi cấy chúng trở lại buồng trứng của chuột sống. Tại đó, các tế bào này phát triển thành tế bào trứng trưởng thành.

Hai năm trước, nhóm nghiên cứu trên cũng chứng minh họ có thể tiến hành toàn bộ chu kỳ sinh sản của chuột trong ống nghiệm. Trước đó, vào năm 2011, ông Saitou và các cộng sự tuyên bố họ đã tạo ra tinh trùng chuột nhân tạo từ các tế bào da của chuột trưởng thành.

Đầu tiên, họ lập trình lại các tế bào để biến chúng thành iPSC rồi sau đó là PGC và cấy chúng vào tinh hoàn chuột để phát triển thành tinh trùng. Các nhà nghiên cứu sau đó sử dụng một số tinh trùng này để thụ tinh với trứng, cho ra đời những con chuột khỏe mạnh.

Tuy nhiên, liệu những phương pháp trên có thành công ở người hay không lại là câu chuyện khác. Ông Saitou cho biết nhóm của ông đang nghiên cứu việc sử dụng tế bào buồng trứng người để nuôi lớn tế bào túi noãn thành noãn bào rồi phát triển thành trứng.

Trong khi đó, nhà sinh vật học Werner Neuhausser của Trường ĐH Harvard (Mỹ) cho rằng phương pháp của ông Saitou có thể được sử dụng để biến PGC người thành tinh trùng trong ống nghiệm. Tuy nhiên, ông Neuhausser không chắc liệu tinh trùng sản xuất theo phương pháp này có "đủ trưởng thành" hay không. Với một số chuyên gia, đây không phải là vấn đề quá lớn bởi người ta vẫn có thể tiêm tinh trùng "chưa trưởng thành" vào trứng để thụ tinh.

"Theo quan điểm của tôi, việc tạo ra trứng hoặc tinh trùng của người từ tế bào soma trong phòng thí nghiệm có lẽ chỉ còn là vấn đề thời gian và nỗ lực" - ông Neuhausser dự báo, đồng thời nhấn mạnh cần thử nghiệm kỹ phương pháp hỗ trợ thụ thai loại này trước khi áp dụng trong thực tế. Chưa hết, cần xét nghiệm di truyền những phôi được tạo ra bằng kỹ thuật mới để bảo đảm không có gì bất thường trước khi cấy chúng vào tử cung.