Lần đầu tiên tạo thành công phôi thai nửa người nửa lợn

Các nhà khoa học tại Viện Nghiên cứu sinh học Salk, California Hoa Kỳ tuyên bố: Họ vừa mới có thành công bước đầu trong việc tạo ra một sinh vật nửa người nửa lợn. Bằng cách tiêm các tế bào gốc của con người vào phôi thai lợn còn trong giai đoạn sớm, một sinh vật dạng "chimera" đã bắt đầu hình thành.

Đặt theo tên một quái thú 3 đầu lai giữa sử tử, dê và rắn trong thần thoại Hy Lạp, thuật ngữ chimera được các nhà khoa học dùng để chỉ các thực thể pha trộn, lai tạp giữa hai sinh vật cùng loài nhưng khác DNA, hoặc khác hẳn loài với nhau như trong trường hợp giữa người và lợn.

Trong vòng 1 thập kỷ trở lại đây, từ khi những tiến bộ trong lĩnh vực sinh học tế bào gốc cho phép con người tạo ra sinh vật chimera, nó đã gây ra rất nhiều tranh cãi về đạo đức và pháp luật.

Bởi vậy, phôi chimera giữa người và lợn tại Viện Salk không được phép hoàn thành toàn bộ giai đoạn bào thai tạo thành sinh vật. Các nhà khoa học đã chủ động phá hủy kết quả của họ, một động thái được đánh giá là "có trách nhiệm".

Trong trường hợp điều đó không xảy ra, bạn có khả năng sẽ được chứng kiến một thực thể sinh ra với mình lợn, nhưng bên trong là nội tạng con người, bao gồm tim, phổi, gan... và thậm chí cả các tế bào não. Nó hẳn sẽ mở ra cho chúng ta rất nhiều rắc rối.

Phôi chimera lợn và người trong tuần cuối cùng, trước khi bị phá hủy.

Nhà đạo đức sinh học Hank Greely đến từ Đại học Stanford nói: Việc tạo ra sinh vật chimera lai tạp dạng này là một sự bôi nhọ nhân phẩm của loài người, làm mờ đi ranh giới giữa con người và các sinh vật bậc thấp khác. Điều gì sẽ xảy ra nếu một con vật có đầy đủ các tế bào não của người, để suy nghĩ và cảm nhận như một con người? Đó hẳn là một linh hồn người bị đầy đọa, trong thể xác của một con lợn hoặc khỉ.

Hãy tưởng tượng đến một tương lai khi con cháu chúng ta phải phân biệt một sinh vật là người hay lợn. Và chúng ta sẽ phải đối xử với chúng như thế nào cho đúng đạo đức? Lợn từ trước đến nay vẫn được coi là một sinh vật bậc thấp và là nguồn thực phẩm cho loài người.

Quốc hội Hoa Kỳ đang xem xét một dự thảo luật cấm nghiên cứu sinh vật chimera, với hình phạt lên tới 1 triệu USD và 10 năm tù giam. Viện Y tế Quốc gia Hoa Kỳ cũng từng tuyên bố không bao giờ tài trợ cho bất kể một nghiên cứu nào dạng này, đồng thời thúc đẩy lệnh giám sát chặt với các thử nghiệm cấy tế bào gốc người vào phôi thai động vật.

Mặc dù vậy, trong khi lệnh cấm chính thức chưa được ban hành, các thử nghiệm trong lĩnh vực nóng này vẫn đang được tiếp tục, với các nguồn tài trợ tư nhân. Mục đích của các nhà nghiên cứu cũng khá hợp lý. Họ nói rằng sinh vật chimera có thể phát triển các nội tạng con người, tăng nguồn cung cho các ca phẫu thuật cấy ghép.

Hiện tại, riêng ở Mỹ có khoảng 120.000 người đang phải xếp hàng chờ trong danh sách cần nội tạng hiến tặng. Mỗi ngày, có 20 người trong số đó sẽ chết trước khi đến lượt mình vào phòng mổ.

Sinh vật chimera lai người cũng có thể được sử dụng để thử nghiệm các loại thuốc. Chẳng hạn như, phổi người trong một con lợn sẽ cho kết quả thử nghiệm thuốc xơ nang xác thực hơn, so với mọi thử nghiệm động vật khác hiện tại.

Các tế bào người màu xanh lá cây trong phôi thai chimera.

Trong bài báo khoa học đăng trên tạp chí Cell, các nhà khoa học tại Viện Salk công bố họ đã tiêm tế bào gốc người vào hàng loạt phôi lợn mới một vài ngày tuổi. Sau đó, hơn 2.000 phôi được chuyển vào cơ thể của lợn mẹ để phát triển. 150 phôi trong số đó biến thành sinh vật chimera. Những sinh vật này có dạng lợn chiếm ưu thế, với khoảng 1 tế bào người trên 10.000 tế bào lợn.

28 ngày là khoảng thời gian tối đa các phôi chimera được phép phát triển. Trong so sánh, giai đoạn mang thai ở lợn kéo dài tổng cộng 112 ngày. Sau đó, phôi chimera đều được chủ động phá hủy. "Đây là khoảng thời gian đủ để chúng tôi cố gắng hiểu khi các tế bào con người và lợn trộn lẫn nhau sẽ như thế nào, đồng thời không gây lo ngại đạo đức về những sinh vật chimera trưởng thành thực thụ", Izpisua Belmonte, trưởng nhóm nghiên cứu tại Viện Salk cho biết.

Từ Đại học Minnesota, giáo sư Daniel Garry, người dẫn đầu một dự án nghiên cứu chimera khác nhận định: "Đây là một bước tiến đáng kể, nó sẽ mở ra các cơ hội tuyệt vời mới, nhưng sẽ đi đôi với cả vấn đề đạo đức". Rất may là Viện Salk đã thực hiện nghiên cứu trong một cách "tiếp cận có trách nhiệm".

Trên thực tế, các sinh vật chimera đầu tiên đã được tạo ra từ 10 năm trước. Nhưng cho tới nay, phôi thai giữa người và lợn mới là lần đầu tiên, các nhà khoa học có thể kết hợp hai loài sinh vật có vú trong cùng một thể lai.

Giáo sư Bruce Whitelaw, giám đốc Viện Roslin Đại học Eddiburgh, nơi cừu Dolly được tạo ra giải thích: "10 năm giữa hai nghiên cứu này là một minh chứng cho thấy sự khó khăn thế nào để tạo được chimera giữa người và lợn". Hai loài sinh vật có khoảng cách họ hàng rất xa nhau. Tổ tiên chung giữa người và lợn đã sinh sống trên Trái Đất trong khoảng 96 triệu năm trước.

Một thách thức lớn nữa là khoảng chênh lệch giữa thời kỳ mang thai giữa người và lợn. Những con lợn chỉ có thai kỳ 112 ngày so với 9 tháng ở người. Điều đó có nghĩa là các tế bào phôi thai phát triển với tốc độ khác nhau.

Giáo sư Izpisua Belmonte nói rằng nhóm của ông đã phải canh chừng rất chính xác khoảng thời gian tiêm tế bào gốc người vào phôi lợn. Nó giống như bạn đang chuẩn bị vào một đường cao tốc, nơi những chiếc xe đang chạy nhanh gấp 3 lần xe của bạn. Mấu chốt là phải chọn đúng thời điểm, nếu không bạn sẽ gây ra một tai nạn.

Quá trình lai tạo phôi thai người và lợn.

Lại nói đến tai nạn, trong một nghiên cứu chimera hướng đến mục đích lấy nội tạng, một tai nạn xảy ra khi các tế bào gốc của con người phát triển thành tế bào thần kinh. Chẳng hạn các con lợn sẽ có bộ não và trí tuệ của con người.

Nhưng ở nghiên cứu của mình, Izpisua Belmonte nói: "Chúng tôi không thấy bất kỳ một tế bào con người nào tại các vùng não của phôi thai, nhưng chúng tôi chưa thể loại trừ khả năng chúng đã và sẽ đi đến não".

Trong tương lai, để ngăn chặn trường hợp gọi là "tai nạn" đó, nhóm nghiên cứu dự kiến sẽ sử dụng các công cụ chỉnh sửa gen để cản các tế bào người tham gia vào quá trình hình thành não sinh vật. Đồng thời, hướng đến mục đích sử dụng nội tạng, họ cũng có thể "tắt" một số gen cụ thể ở phôi lợn, để cho phép chúng hình thành nên các cơ quan với tỷ lệ tế bào người cao hơn.

Đó sẽ là một hướng đi khả khi với lĩnh vực nghiên cứu chimera nói riêng, khi các công nghệ chỉnh sửa gene như CRISPR-Cas9 đang rất phát triển như hiện nay. Nhưng dẫu sao, nhiều tai nạn có thể xảy ra một cách bất ngờ. Bởi vậy, trong lĩnh vực nhiên cứu nhạy cảm này, các nhà khoa học vẫn cần phải rất thận trọng và có trách nhiệm.