Tạo ra chuột nhân tạo từ tế bào gốc

Nhóm các nhà khoa học Nhật đã làm ra được tinh trùng và trứng nhân tạo của chuột, từ đó (sau khi kết hợp) đã tạo ra được những con chuột “nhân tạo” hoàn toàn khoẻ mạnh. Có nghĩa là lần đầu tiên trên thế giới đã xuất hiện những con vật ra đời từ tế bào gốc, chứ không phải từ tế bào sinh dục.

Lần đầu tiên trên thế giới người ta đã tạo ra những con chuột từ tế bào gốc. Ảnh minh họa.

Tất nhiên không thể coi những con chuột này là hoàn toàn nhân tạo. Người ta chỉ nói về công nghệ tạo ra các tế bào, là tiền thân của các giao tử từ tế bào gốc. Tuy nhiên, bản thân của phương pháp là một cuộc cách mạng vì sau thử nghiệm loài người đã tiến một bước gần hơn đến giấc mơ tha thiết của những nhà giả kim thuật xưa kia là tạo ra được các “homunculus” (người tí hon).

Từ tháng 8/2011, nhóm các nhà khoa học thuộc Trường ĐH Kyoto (Nhật Bản), đứng đầu là giáo sư Saito Minitori tuyên bố đã thành công trong việc tạo ra được tiền thân của tinh trùng bằng con đường nhân tạo. Các nhà nghiên cứu đã lấy tế bào gốc, thay đổi hoạt tính của một số gen, đã chuyển hoá chúng thành giao tử đực. Đề tài nghiên cứu ấy nay đã có một bước tiến khổng lồ.

Thật ra, sự phát triển của các giao tử này đến một giai đoạn nào đó đã ngừng lại. Để chúng tiếp tục chuyên biệt hoá, cần phải có môi trường giống với môi trường ở bên trong tinh hoàn, mà họ chưa thể tái tạo được trong ống nghiệm. Vì thế các nhà nghiên cứu đành phải cấy những tế bào họ tạo ra vào cơ thể một con chuột đực còn sống.

Những “chất tiền thân” cấy ghép này đã phát triển thành giao tử đực bình thường. Họ đã dùng chúng để kết hợp các trứng “nhân tạo” (cũng do họ làm ra) và cho ra đời một thế hệ chuột mới.

Trước khi bắt tay vào việc tạo ra tế bào trứng bằng cùng phương pháp, các nhà sinh học đã tìm hiểu xem phần nào trong phân tử ADN chịu trách nhiệm chuyển hoá một tế bào đơn giản thành tế bào sinh dục của giống cái.

Họ đã biết được rằng ở giai đoạn đầu của quá trình chuyên biệt hoá tách ra 2 gen là Prdm1 và Dppa3. Thông thường trong tế bào gốc chúng bất hoạt, nhưng các nhà khoa học đã thả virus điều khiển để “bật” những chất điều hoà cần thiết vào ADN của giao tử tương lai.

Trong những thí nghiệm tiếp theo, các nhà khoa học đã sử dụng 2 loại tế bào gốc khác nhau là tế bào gốc bào thai và tế bào gốc cảm ứng (tức tế bào gốc lấy từ tế bào của những con vật đã trưởng thành). Các thí nghiệm được lặp lại song song để tạo ra tiền chất tiền thân của giao tử đực. Họ kiểm tra xem có tạo được những con chuột bình thường do sự kết hợp tế bào của hai loại tế bào gốc ban đầu khác nhau không.

Tuy nhiên vào một thời điểm nào đó chất tiền thân của trứng cũng như của tinh trùng bị phát triển chậm hẳn lại. Lúc này, cần phải có một môi trường hoá học và hocmon đặc biệt, chỉ có ở trong buồng trứng của những con chuột cái trưởng thành.

Đúng lúc đó, họ cấy chất tiền thân vào cơ thể chuột cái và tại đây chất tiền thân biến thành tế bào trứng. Để bảo đảm những con chuột cái này chỉ là “lò ấp”, không liên quan gì đến việc sinh sản, người ta đã lấy đi ở chúng các “mầm mống” của tế bào trứng, ức chế hệ miễn dịch và áp dụng các biện pháp triệt sản rất cẩn thận. 

Giai đoạn cuối cùng, giáo sư Saito và đồng nghiệp đã thu được các tế bào trứng có thể so sánh với tế bào trứng lấy từ những con chuột khoẻ mạnh. Để khẳng định điều này, người ta đã cho thụ tinh nhân tạo chúng với tinh trùng nhân tạo và thu được những hợp tử để đưa vào những con chuột cái trưởng thành. 

Đa số phôi (khoảng 70%) sau thao tác này phát triển thành bào thai bình thường và từ đó sẽ trở thành những con chuột con tuyệt đối khoẻ mạnh. Khi chúng lớn lên, chúng lại giao phối với nhau, rối sinh con đẻ cái. Đó chính là những bằng chứng thuyết phục nhất để kết luận nhóm của giáo sư Saito đã thực sự thành công trong việc chuyển hoá tế bào gốc thành chất tiền thân của các giao tử, mà từ trước đến nay chưa ai làm được.

Bình luận về những kết quả của công trình, giáo sư Saito Mitinori lưu ý rằng, nhóm của ông đang tiến hành các thí nghiệm tương tự với tế bào người, song họ không hề có ý định đặt nhiệm vụ tạo ra giống người tí hon “homunculus” – nếu thực hiện chắc sẽ thành công – mà trên cơ sở những điều đã đạt được, sẽ nghiên cứu phương pháp nuôi cấy các tế bào trứng và tinh trùng hoàn toàn có giá trị từ tế bào gốc của người.

Các tế bào này cho phép nhiều gia đình mà người chồng hoặc người vợ, thậm chí cả hai vợ chồng bị vô sinh có thể có những đứa con ruột của mình mà không cần nhờ vả đến người cho tinh trùng hoặc các bà mẹ mang thai hộ.

Điều rất thú vị là thời điểm công bố công trình này lại trùng với việc trao giải Nobel y học cho hai nhà sinh học, một người Anh là John Gurdon và một người Nhật là Synia Yamanaka. Ở đây, phương pháp tạo ra tế bào gốc cảm ứng chính là do Gurdon đề xuất năm 1962. Còn Yamanaka là người đã hoàn thiện phương pháp này, tìm ra một bộ 4 gen, sau khi thay đổi hoạt tính cho phép thu được tế bào gốc từ tế bào đã biệt hoá (nghĩa là thực hiện được sự chuyển hoá ngược). Chính bằng cách đó, nhóm của Saito đã thu được những tế bào gốc cảm ứng, sau đó chuyển thành các giao tử đực và cái.

Nói chung, Gurdon và Yamanaka sẽ phải rất hài lòng vì những tìm kiếm của họ có thể chấm dứt tình trạng vô sinh cho các cặp vợ chồng khao khát có con. Nếu những thí nghiệm của nhóm Saito trên tế bào người thành công thì trong tương lai, hoàn toàn có thể tạo ra tinh trùng và trứng khoẻ mạnh đủ để lấy ra được nguyên bào sơ (fibroblastus, tức các tế bào của mô liên kết) và để nó “đếm ngược”.

Bảo Châu

(vietnamnet.vn)