Liệu tế bào da có thể biến thành trứng và tinh trùng?

Cuộc cách mạng mang lại lợi ích to lớn nhưng cũng làm nảy sinh các vấn đề đạo đức. Bốn mươi năm trước, hàng triệu cặp vợ chồng hiếm muốn có con nhờ kỹ thuật IVF (thụ tinh trong ống nghiệm) của Louise Brown.

Tuy nhiên, vì phải sử dụng tinh trùng và trứng của con người, kỹ thuật này có phần hạn chế đối với một số trường hợp như khi đàn ông không thể sản xuất tinh trùng và phụ nữ phẫu thuật ung thư buồng trứng. Một nghiên cứu đã đưa ra một ý tưởng vô cùng táo bạo đó là “biến các tế bào da thành những tế bào tinh trùng và trứng”?

Ý tưởng tạo ra giao tử từ tế bào da mới được công nhận trong 11 năm qua đã mang lại nhiều lợi ích. Thay vì phải trải qua quá trình đau đớn và tốn nhiều thời gian như trước, các giao tử được tạo ra dễ dàng và không đau đớn chỉ từ một mảnh da.

Hình ảnh dưới kính hiển vi về hoạt động của các tế nào gốc đă năng (iPSCs).

Năm 2007, các nhà sinh vật học Nhật Bản Shinya Yamanaka và Kazutoshi Takahashi cho biết tế bào sinh dưỡng có thể tạo ra tế bào gốc. Những tế bào này được gọi là tế bào gốc đa năng (iPSCs) và hiện đang được nghiên cứu để phát triển các cơ quan của con người như tuyến tụy, thận thậm chí là trứng và tinh trùng.

Mitinori Saitou thuộc Đại học Kyoto. (Nguồn ảnh: Đại học Kyoto).

Các tế bào sinh dưỡng được tiêm vào hỗn hợp gen để tạo ra các protein – các yếu tố phiên mã và từ đó kiểm soát hoạt động của gene và quyết định loại tế bào chuyên biệt mà chúng sẽ biến đổi thành. Trong đó, chỉ có bốn yếu tố phiên mã chuyển tế bào da hoạt động như một tế bào gốc. Khi đã chuyển đổi sang Tế bào gốc đa năng, một tế bào có thể được chuyển đổi để thực hiện chức năng khác nhau.

Một noãn nguyên bào (oogonium) có nguồn gốc tự PGC.

Không giống như các tế bào bình thường sẽ chứa 46 nhiễm sắc thể, trứng và tinh trùng chỉ có 23 nhiễm sắc thể và sau đó sẽ đạt 46 sau khi thụ tinh. Vì vậy để tạo thành một tế bào trứng hoặc tinh trùng, chúng phải trải qua quá trình giảm phân (chia đôi số nhiễm sắc thể cho hai tế bào).

Các tế bào gốc đa năng là tiền thân của các tế bào thủy PGC. Nhóm nghiên cứu do Mitinori Saitou đứng đầu báo cáo họ có thể làm liệt tế bào PGC ở giai đoạn noãn nguyên bào (oogonia) và tế bào trứng (oocytes) trước khi bắt đầu giảm phân và thành tế bào trứng đúng nghĩa.

Ngoài mong đợi, iPSC được nuôi cấy trong buồng trứng chuột cung cấp tín hiệu cho PGC để phát triển thành noãn nguyên bào. Họ còn thành công khi thực hiện toàn bộ chu kỳ sinh sản chuột trong ống nghiệm. Năm 2011, các nhà nghiên cứu đã cấy tinh trùng trưởng thành vào tinh hoàn chuột để thụ tinh ra chứng và phát triển thành chuột con thành công. Ông Saitou cho biết nhóm nghiên cứu đang cố gắng sử dụng tế bào trứng của con người.

Nhà sinh vật học tế bào gốc Werner Neuhausser cho rằng tinh trùng chưa trưởng thành và không có đuôi đã có khả năng thụ tinh khi được tiêm vào trứng. Sự thành công của phương pháp này chỉ là vấn đề thời gian và nó có thể sẽ thay thế phương pháp hiến tặng. Ngoài ra, cần bảo đảm an toàn và lường trước rủi ro khi tiến hành thử nghiệm rộng rãi.

Một nhà nghiên cứu sinh học Henry Greely của Đại học Stanford cho rằng bối cảnh sàng lọc di truyền có thể thay đổi và thậm chí nhanh và rẻ hơn. Tuy nhiên, ông nghi ngờ rằng phương pháp thụ tinh trong ống nghiệm cuối cùng sẽ trở thành phương pháp mặc định sinh sản khi khách hàng được lựa chọn các đặc tính di truyền cho con của họ. Ông viết trong quyển sách The End of Sex “Tôi hi vọng, trong 20 đến 40 năm tới, tình dục sẽ biến mất”.

Nghiên cứu này đã đặt ra một dấu hỏi về mặt đạo đức. Các cặp vợ chồng đồng tính có thể sinh con với các đặc điểm di truyền của họ. Phương pháp này sẽ là vấn đề báo động nếu một cá nhân tự thụ thai từ tế bào của mình với người già, người trẻ hay thậm chí bào thai, hay chỉ là một tế bào trên chai bia hoặc rượu cũng có thể tạo ra phôi thai.

Azim Surani, một nhà sinh vật học phát triển tại Đại học Cambridge và là chuyên gia hàng đầu về các giao tử nhân tạo cho biết: “chúng ta không phải lo lắng về các vấn đề đó vì trước khi tiến hành lâm sàng trên người, chúng ta cần trải qua các nghiên cứu chắc chắn và lâu dài trên các động vật linh trưởng và điều đó sẽ mất hơn 10 năm nữa. Thật sự kinh ngạc khi nghĩ rằng mỗi tế bào trong cơ thể bạn là giao tử tiềm năng”.