Công nghệ chỉnh sửa gene khiến gà kháng được cúm gia cầm

Theo một nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Nature Communications hôm 10/10, các nhà khoa học đã sử dụng công nghệ chỉnh sửa gene có tên CRISPR để tạo ra gà có khả năng kháng cúm gia cầm ở mức nhất định.

Tờ New York Times (Mỹ) đánh giá nghiên cứu này cho thấy kỹ thuật di truyền có thể là công cụ tiềm năng giúp giảm cúm gia cầm - nhóm virus gây nguy hiểm nghiêm trọng cho cả động vật và con người. Nhưng các nhà khoa học cũng nêu bật hạn chế và rủi ro tiềm ẩn của phương pháp CRISPR trong nghiên cứu này.

Các nhà nghiên cứu nhận thấy gà chỉnh sửa gene vẫn có thể mắc cúm gia cầm, đặc biệt là khi chúng tiếp xúc với virus ở liều lượng rất cao. Khi các nhà khoa học chỉ chỉnh sửa một gene của gà, virus đã nhanh chóng thích nghi. Các tác giả của nghiên cứu cho biết, phát hiện này cho thấy rằng cần phải chỉnh sửa nhiều gene để tạo ra những con gà kháng cúm giá cầm. Ngoài ra, họ cũng cần phải tiến hành cẩn thận để tránh thúc đẩy virus tiến hóa.

Giáo sư Wendy Barclay, chuyên gia về virus tại Imperial College London (Anh) - tác giả của nghiên cứu - phát biểu trong một cuộc họp báo rằng đây là: “bằng chứng về khái niệm chúng ta có thể hướng tới việc tạo ra những con gà kháng virus. Nhưng vẫn chưa đạt được đến đó”.

Một số nhà khoa học không tham gia nghiên cứu lại có quan điểm khác. Tiến sĩ Carol Cardona tại Đại học Minnesota (Mỹ) đánh giá: “Đây là một nghiên cứu xuất sắc”. Bà Cardona nhận định kết quả nghiên cứu cho thấy việc tạo ra gà có thể đi trước bệnh cúm gia cầm một bước sẽ khó đến mức nào. Virus cúm gia cầm có năng lực tiến hóa khá nhanh.

Cúm gia cầm là một nhóm virus cúm đã thích nghi để lây lan ở chim. Trong nhiều năm qua, một phiên bản cực kỳ nguy hiểm của virus cúm gia cầm có tên H5N1 đã lây lan nhanh chóng khắp thế giới, giết chết vô số gia cầm và chim hoang dã. Nó cũng lây nhiễm cho các loài động vật có vú hoang dã và được phát hiện ở một số ít người. Các nhà khoa học lo ngại rằng virus này có thể đột biến lây lan dễ dàng hơn ở người, có khả năng gây ra đại dịch.

Nhiều quốc gia đã cố gắng ngăn chặn virus bằng cách tăng cường an toàn sinh học tại các trang trại, cách ly các cơ sở và tiêu hủy đàn gia cầm bị nhiễm bệnh. Nhưng loại virus này đã phổ biến ở các loài chim hoang dã đến mức không thể ngăn chặn được. Một số quốc gia đã bắt đầu tiêm vaccine cho gia cầm, tuy nhiên điều này đặt ra một số thách thức về kinh tế và hậu cần.

Nếu các nhà khoa học có thể giúp gà có khả năng kháng cúm gia cầm, người nông dân sẽ không cần phải tiêm chủng thường xuyên cho các lứa gà mới. Tiến sĩ Mike McGrew tại Viện Roslin thuộc Đại học Edinburgh (Scotland), người tham gia nghiên cứu, cho biết chỉnh sửa gene “là phương pháp tiền năng mới để tạo ra những thay đổi lâu dài về khả năng kháng bệnh của động vật. Đặc điểm này có thể di truyền từ động vật được chỉnh sửa gene đến thế hệ sau của chúng”.

Gà được bày bán tại một chợ gia cầm ở New Delhi, Ấn Độ. (Ảnh: AFP/TTXVN).

CRISPR là một công cụ phân tử tạo điều kiện cho các nhà khoa học thực hiện chỉnh sửa có chủ đích trong ADN, thay đổi mã di truyền tại một điểm chính xác trong bộ gene. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng phương pháp này để điều chỉnh một gene gà mã hóa cho loại protein có tên ANP32A. Virus cúm gia cầm có thể “chiếm ANP32A” để tự sao chép. Những cải tiến này được thiết kế để ngăn chặn virus cúm gia cầm liên kết với protein - và do đó ngăn không cho virus nhân lên bên trong gà.

Theo các nhà nghiên cứu, việc chỉnh sửa dường như không gây ra hậu quả tiêu cực cho sức khỏe của gà. Nhà nghiên cứu Alewo Idoko-Akoh tại Đại học Edinburgh, cho biết: “Chúng tôi quan sát thấy chúng khỏe mạnh và gà mái được chỉnh sửa gene cũng đẻ trứng bình thường”.

Sau đó, các nhà nghiên cứu đã phun một lượng virus cúm vào khoang mũi của 10 con gà chưa được chỉnh sửa gene để đối chứng. Họ đã sử dụng một phiên bản nhẹ của virus cúm gia cầm, khác với phiên bản đã gây ra các đợt bùng phát lớn trong những năm gần đây.

Tất cả gà đối chứng đều bị nhiễm virus, sau đó truyền bệnh sang những gà đối chứng khác cùng chuồng. Khi các nhà nghiên cứu tiêm trực tiếp virus cúm vào khoang mũi của 10 con gà được chỉnh sửa gene, chỉ một con bị nhiễm bệnh. Nó có hàm lượng virus thấp và không truyền virus sang các đồng loại được chỉnh sửa gene.

Tiếp đó, các nhà khoa học tiêm cho những con gà được chỉnh sửa gene liều cúm cao hơn 1.000 lần, một nửa số gà nhiễm bệnh. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng chúng thường thải ra lượng virus thấp hơn so với những con gà đối chứng tiếp xúc với cùng liều lượng cao.

Sau đó, các nhà nghiên cứu đã xem xét các mẫu virus từ những con gà được chỉnh sửa gene đã bị nhiễm bệnh. Họ nhận thấy những mẫu này có một số đột biến đáng chú ý, dường như cho phép virus sử dụng protein ANP32A đã được chỉnh sửa để sao chép. Một số đột biến này cũng giúp virus nhân lên tốt hơn trong tế bào của con người. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu lưu ý rằng những đột biến đó trong cô lập sẽ không đủ để tạo ra một loại virus thích nghi tốt với con người.

Các nhà nghiên cứu nhận thấy, virus cúm đột biến cũng có thể sao chép ngay cả khi hoàn toàn không có protein ANP32A bằng cách sử dụng hai loại protein khác trong cùng một họ. Khi các nhà khoa học tạo ra các tế bào gà thiếu cả ba loại protein này, virus không thể nhân lên. Những tế bào gà này cũng có khả năng kháng lại phiên bản H5N1 có khả năng gây chết người cao đang lan rộng khắp thế giới trong nhiều năm qua. Các nhà nghiên cứu hiện đang nỗ lực tạo ra những con gà có những chỉnh sửa ở cả ba gene của họ protein này.