Chuột với bộ gen có nguồn gốc từ 3 cha mẹ sống lâu hơn chuột bình thường

Thông thường, một đứa trẻ sinh ra có hai cha mẹ, tuy nhiên, điều này có lẽ sắp thay đổi khi tại một vài quốc gia như Anh đã chấp thuận một quy trình có tên “liệu pháp thay thế ty thể” cho phép sinh ra những đứa trẻ có vật chất di truyền từ 3 người: mẹ, cha và một người phụ nữ hiến tặng ty thể.

Ty thể là một cấu trúc có nhiệm vụ sản xuất năng lượng cung cấp cho toàn bộ tế bào bên trong cơ thể. Những đột biến trong cấu trúc này dẫn đến các căn bệnh nguy hiểm và thường khiến người bệnh chết khi còn trẻ. Bệnh ty thể có tính chất di truyền và đến nay vẫn chưa có phương pháp chữa trị. Liệu pháp mới thay thế ty thể bệnh bằng ty thể khỏe mạnh từ một người cho có tiềm năng lớn giải quyết cho bài toán này. Một đứa trẻ sinh ra nhờ liệu pháp thay thế ty thể sẽ sở hữu vật chất di truyền là DNA trong nhân của người mẹ, DNA trong nhân của người cha và DNA từ ty thể người hiến tặng.

Sự kết hợp vật liệu di truyền theo cách này mang đến những ảnh hưởng được cho là lành tính. Tuy nhiên, theo một báo cáo đăng trên tạp chí Nature ngày 06/07, Tiến sĩ José Antonio Enríquez công tác tại Trung tâm nghiên cứu tim mạch Carlos III, Madrid, phát biểu rằng: không chỉ đơn giản là lành tính, liệu pháp thay thế ty thể còn có thể mang lại nhiều lợi ích. Enríquez và cộng sự đã tiến hành thí nghiệm trên chuột. Họ bắt đầu với hai chủng NZB/OlaHsd và C57BL/6 sở hữu 2 bộ nhiễm sắc thể ty thể có những khác biệt đáng kể. Do ty thể chỉ di truyền từ mẹ sang con nên nhóm nghiên cứu đã lai gần những con chuột cái chủng NZB/OlaHsd với những con chuột đực chủng C57BL/6. Tiếp theo, họ sử dụng con cái là thế hệ con giao phối với chuột đực C57BL/6 cho đến khi vật chất di truyền trong nhân chuột NZB/OlaHsd hoàn toàn biến mất. Kết quả tạo ra chuột “conplastic” chứa DNA ty thể từ NZB/OlaHsd nhưng nhân từ C57BL/6. Bên cạnh đó, họ không biến đổi một nhóm các con chuột thuộc chủng C57BL/6 để sử dụng nhóm này làm đối chứng.

Có rất ít khác biệt xuất hiện trong giai đoạn phát triển ban đầu của chuột, tuy nhiên, khi chuột khoảng 1 tuổi, sự khác biệt trở nên rõ ràng. So với chuột đối chứng, chuột “conplastic” có quãng đời trung bình dài hơn (mặc dù độ tuổi cao nhất đạt được là như nhau), có ít khối u hơn và mức cholesterol theo thời gian ổn định hơn. Cùng một chế độ ăn nhưng chuột “conplastic” với những biến đổi di truyền ít tăng cân hơn, hàm lượng insulin trong máu biến động ít hơn chuột đối chứng. Điều này cho thấy chúng dường như có khả năng kháng bệnh tiểu đường. Ngoài ra, telomere (cấu trúc có chức năng bảo vệ nhiễm sắc thể khỏi quá trình co ngắn, liên quan đến già hóa) cũng duy trì dài hơn trong thời gian lâu hơn ở những con chuột “conplastic”.

Tuy nhiên, không phải tất cả các thay đổi đều có lợi, chuột “conplastic” chứa nhiều các gốc tự do hoạt động. Một lý giải cho hiện tượng này là phức hệ enzyme ty thể bao gồm các tiểu phần được mã hóa từ các gen trong ty thể và trong nhân nên khi 2 bộ gen không tương ứng, phức hệ enzyme sẽ hoạt động bất thường và gây ra đáp ứng stress. “Nhưng miễn là đáp ứng stress không quá nhiều, nó có thể tốt cho sức khỏe”, Lane – người không tham gia nghiên cứu- nhận định. Như vậy, trái với những nhận định trước đây, một cách tổng thể, chuột với bộ gen mới có sức khỏe tốt hơn chuột đối chứng không biến đổi di truyền.

Những kết quả thu được từ thí nghiệm trên chuột rất thú vị và đầy hứa hẹn, nhưng sẽ thiếu cẩn trọng nếu áp dụng kết quả đó trên cơ thể người. Trong tương lai, cần nghiên cứu nhiều hơn để đánh giá đầy đủ các tác động của liệu pháp thay thế ty thể. Hiện tại, khuyến cáo duy nhất là: Cố gắng sử dụng ty thể từ người cho gần gũi nhất với người nhận.

Tài liệu tham khảo:

Ruth Williams, "Health Effects of Mitochondrial, Nuclear DNA Mismatch", The-scientist, July 6, 2016.

Lược dịch Nguyễn Ngọc Nam