Tạo thành công trứng chuột từ tế bào da

Các nhà khoa học Nhật Bản đã thành công trong việc chuyển tế bào da chuột thành trứng trên đĩa nuôi, và sử dụng trứng này để sinh ra chuột con. Công trình đánh dấu bước ngoặc đầu tiên tạo ra trứng toàn vẹn bên ngoài cơ thể chuột. Nếu quá trình này có thể được áp dụng trên người thì các nhà nghiên cứu có thể tạo ra trứng nhân tạo mà không cần phải cấy ghép các tế bào chưa trưởng thành vào buồng trứng để làm chín trứng. Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature vào ngày 17/10.

Những con chuột 11 tháng tuổi được sinh ra từ trứng có nguồn gốc từ nuôi cấy.

Năm 2012, tại trường Đại học Kyoto, trưởng nhóm nghiên cứu, ông Katsuhiko Hayashi và nhà sinh học tế bào gốc Mitinori Saitou đã báo cáo việc đưa tế bào da vào đường ống dẫn trứng nhằm tái thiết lập thành các tế bào gốc giống tế bào gốc phôi, sau đó hình thành các tế bào mầm nguyên thủy (primordial germ cells-PGCs). Các tế bào này có thể phát triển như một phôi, sau đó phát triển thành tinh trùng hoặc trứng. Nhưng để PGCs tạo thành trứng trưởng thành, các nhà nghiên cứu phải chuyển chúng vào buồng trứng của những con chuột cái.

Vào tháng 7 năm 2016, nhóm nghiên cứu dẫn đầu bởi Yayoi Obata, tại đại học Nông nghiệp Tokyo đã công bố việc chuyển PGCs chiết xuất từ bào thai chuột vào tế bào trứng mà không cần sử dụng chuột còn sống. Obata, Hayashi và Saitou đã hợp tác và hoàn thiện quy trình từ tế bào da thành tế bào trứng có chức năng trong đĩa nuôi. Với việc sử dụng kỹ thuật thụ tinh trong ống nghiệm (in-vitro fertilization-IVF), 26 chuột con khỏe mạnh đã được sinh ra (một số bắt nguồn từ các tế bào gốc phôi và một số từ các tế bào da được tái thiết lập chương trình). Hayashi cho biết một số chuột này đã sinh ra chuột con thế hệ thứ hai.

Jacob Hanna, một nhà sinh học tế bào gốc tại Viện Khoa học Weizmann ở Rehovot, Israel khẳng định rằng "Điều này thực sự tuyệt vời," ông nói “Khi đã có thể tạo tế bào trứng chuột có chức năng hoàn toàn chỉ trong một đĩa nuôi, thì chúng ta có thể hiểu được toàn bộ quá trình vì không cần phải thực hiện bất kỳ bước nào trong cơ thể, đây là điều thú vị nhất."

Dieter Egli, một nhà sinh học tế bào gốc tại các tế bào gốc tại viện New York Stem Cell Foundation Research Institute nói. "Các bước của quá trình này đã được thực hiện – và bây giờ họ sẽ tiếp tục kết hợp lại để thành quy trình hoàn chỉnh. Thật ấn tượng khi các nhà khoa học đã tạo ra được những chú chuột con theo cách này ".

Các tế bào trứng trong đĩa nuôi: trứng chuột nhân tạo từ tế bào gốc phôi. Các nhà nghiên cứu cũng đã tạo ra trứng từ tế bào da được tái lập trình thành một trạng thái giống phôi.

Hayashi cho biết, quy trình này rất thiết thực, mặc dù kỹ thuật đầy thách thức, và các nhóm nghiên cứu trong phòng thí nghiệm của ông đã tái thiết lập lại nó. Mặc dù các nhà sinh học không cần phải cấy ghép các PGCs vào những con chuột sống, không cần thêm các tế bào lấy từ buồng trứng của bào thai chuột khác, nhưng họ cần phải tạo ra một mô hình giống buồng trứng để trứng có thể phát triển. Hayashi hiện đang cố gắng tạo một thuốc thử nhân tạo để thay thế những tế bào này trong quy trình của mình.

Từ chuột sang người

Hanna dẫn đầu nhóm nghiên cứu báo cáo lần đầu tiên tạo PGCs người vào năm 2014, chỉ hai năm sau khi Hayashi thực hiện trên chuột. Ông nói rằng, với lý do đạo đức, ông đã không cấy vào người để làm chúng trưởng thành tạo tinh trùng hoặc trứng. Nhưng sự trưởng thành PGCs ở người trong một đĩa nuôi có tiềm năng rất lớn. Phòng thí nghiệm của Hanna đã tiến hành nghiên cứu tương tự như công trình mới của Hayashi. Một thách thức nữa là cần tìm được nguồn cho tế bào buồng trứng (hoặc, đối với tinh trùng, tinh hoàn). Hiện nay, quy trình này chỉ mới thành công trên các tế bào thai. Nhưng ông hy vọng rằng các tế bào tương tự từ lợn hoặc khỉ sẽ có thể làm được.

Nếu quy trình của Hayashi được thực hiện trên tế bào người, thì về nguyên tắc chúng ta có thể sử dụng để tạo ra trứng từ tế bào da của một người đàn ông, Hanna nghĩ rằng lựa chọn này sẽ là "hợp pháp khi được khám phá khi đúng thời điểm. "Tuy nhiên, Hayashi vẫn chưa sử dụng các tế bào da chuột đực để sản xuất trứng.

Ông nói "Đây là quá trình mở đầu cho việc sử dụng các tế bào trứng nhân tạo trong thử nghiệm lâm sàng," cảnh báo rằng nghiên cứu của ông cho thấy trứng chuột nhân tạo thường có chất lượng thấp. Ông lo ngại rằng những trứng này có thể tạo ra các phôi bất thường di truyền, và con cái có khả năng bất thường. Trong nghiên cứu, chỉ có 3,5% của phôi sớm được tạo ra từ trứng nhân tạo sinh ra con– so sánh với 60% của trứng đã trưởng thành bên trong một con chuột.

Azim Surani, một người tiên phong trong lĩnh vực này tại Đại học Cambridge, Vương quốc Anh nói rằng những cuộc tranh luận về đạo đức của một công nghệ như vậy nên bắt đầu từ bây giờ. "Đây là thời điểm thích hợp để thu hút rộng rãi công chúng trong các cuộc thảo luận, trước và trong khi quy trình trở nên khả thi trên người".

Tài liệu tham khảo:

David Cyranoski, “Mouse eggs made from skin cells in a dish”, the-scientis, 17 October 2016.

Lược dịch Lê Văn Trình- Lê Thị Thu Thúy