Gần đây, tạp chí Nature đăng tải bài tường trình của các chuyên gia tại Israel về Phôi học; khám phá mới nhất là khối phôi được cấy trồng từ tế bào gốc (stem cell) mà không cần tinh trùng hoặc trứng.
Một số chi tiết căn bản về tế bào gốc
Tế bào gốc hay stem cell là gì? Khác với tế bào “thường”, tế bào gốc là loại tế bào có khả năng sinh trưởng và biến đổi thành nhiều loại tế bào khác trong các giai đoạn tăng trưởng của cơ thể. Loại tế bào này có nhiệm vụ “sửa chữa”, thay thế các tế bào hư hoại.
Có hai loại tế bào gốc chính:
- “Pluripotent” (nhiều khả năng) hay “embryonic” (tạm gọi là ‘sơ sinh’) có thể sinh trưởng và biến đổi (“differentiate”) để trở thành mọi loại tế bào trong cơ thể.
- “Non-embryonic” hay “somatic” (“adult”/trưởng thành): chỉ có thể sinh trưởng và biến đổi để trở thành một loại tế bào. Loại tế bào gốc này hiện diện trong mô/cơ phận như tế bào gốc của gan sẽ sinh trưởng thành các tế bào gan; tế bào gốc của máu sẽ sinh trưởng thành các tế bào máu…
Trong tiến trình sinh trưởng / biến đổi, tế bào gốc trải qua nhiều giai đoạn, ở mỗi giai đoạn, các tế bào này càng trở nên “đặc biệt”, càng chuyên về một loại tế bào riêng. Qua các dấu hiệu, ta có thể nhận ra các tế bào gốc đang ở trong giai đoạn biến chuyển nào. Khả năng hiểu biết này giúp con người dùng tế bào gốc để chữa trị bệnh tật như dùng tế bào gốc (rút từ tủy xương/bone marow) để trị bệnh hoại huyết (ung thư máu): Tế bào gốc sẽ sinh trưởng và biến đổi để trở thành tế bào máu bình thường thay thế các tế bào ung thư.
Khi đủ tiêu chuẩn dinh dưỡng, tế bào gốc có thể tự sinh sản, tăng trưởng và biến đổi. Một tế bào gốc [mẹ] sinh ra hai tế bào gốc [con]. Hai tế bào gốc [con] này có thể trở thành: a) hai tế bào gốc [cháu] loại “somatic”; b) một tế bào gốc [cháu] loại “somatic” và một tế bào gốc [cháu] loại “embryonic”; hoặc c) hai tế bào gốc [cháu] loại “embryonic”. Tế bào gốc tiếp tục tiến trình sinh trưởng cho đến khi “đủ”, không còn cần thiết nữa.
Ta chưa biết nhiều chi tiết về tiến trình sinh trưởng kể trên, yếu tố nào khiến tế bào gốc [tự] chọn một trong ba khuynh hướng sinh sản như thế; khi nào thì ngưng…
Kiến thức về cách tế bào gốc sinh trưởng / biến đổi sẽ giúp con người sử dụng tế bào gốc vào việc chữa trị bệnh tật hữu hiệu hơn, như khi nào thì ta có thể [sai] khiến tế bào gốc sửa chữa các tế bào hư hoại hoặc sinh trưởng để thay thế các tế bào chết tại não bộ [sau khi bị chấn thương / đột quỵ], tại bắp thịt…; thay thế các tế bào lão hóa và không còn hoạt động hữu hiệu nữa cũng như nhiều cách chữa trị bệnh tật khác.
Một số chi tiết căn bản về khối phôi
Theo một tiến trình tự nhiên, khi trứng tiếp thụ tinh trùng (thụ tinh), hai tế bào này tạo ra một ‘zygote’ kết hợp di thể của trứng và tinh trùng. Zygote sinh trưởng tạo ra 4, 8, rồi 16 tế bào; trở thành ‘morula’. Sau khoảng 4 ngày, morula tạo một túi chất lỏng và trở thành một ‘blastocyst’. Blastocyst tiếp tục sinh trưởng và trở thành một khối phôi (embryo).
Khác với tiến trình sinh sản kể trên, các chuyên gia tại Weizmann Institute of Science in Rehovot, Israel, đã thành công khi dùng tế bào gốc để tạo ra một khối phôi, tuổi khoảng 14 ngày, mà không dùng trứng cũng như tinh trùng. Khối phôi [nhân tạo / từ phòng thí nghiệm] này có đầy đủ các chức năng của khối phôi [sinh trưởng từ việc thụ tinh tự nhiên] kể cả khả năng tạo ra nội tiết tố của thai kỳ.
Về mặt kỹ thuật, Giáo Sư Jacob Hanna, và các đồng nghiệp đã sử dụng các tế bào gốc ‘sơ sinh’(có khuynh hướng biến đổi thành mọi loại tế bào trong cơ thể) và dùng hóa chất để kích thích các tế bào gốc sơ sinh ấy phát triển thành 4 loại tế bào hiện diện trong khối phôi của con người.
– Tế bào epiblast, có khuynh hướng trở thành bào thai (fetus)
– Tế bào trophoblast, có khuynh hướng trở thành nhau (placenta)
– Tế bào hypoblast, có khuynh hướng trở thành túi noãn hoàng (yolk sac)
– Tế bào mesoderm
Tổng số 120 tế bào gốc (30 tế bào mỗi loại) kể trên được pha trộn với nhau và kết quả là một khối phôi thành hình. Tỷ lệ thành công của thí nghiệm này là 1%, nói giản dị là 99% các thí nghiệm tổng hợp tế bào gốc đã không được như ý; tỷ lệ thành công tương đối thấp nhưng đây chỉ là bước khởi đầu.
Các khối phôi [từ phòng thí nghiệm] kể trên được phát triển đến giai đoạn tương đương với khối phôi [tự nhiên] tuổi 14 ngày sau khi trứng thụ tinh, thời điểm “hợp pháp” của các chương trình thí nghiệm trong phôi học. Nghĩa là hiện nay ta chỉ được phép thực hiện các thí nghiệm về khối phôi đến giai đoạn này mà thôi.
TLL
Tài liệu:
Nature 620, 928-929 (2023)
doi: https://doi.org/10.1038/d41586-023-02641-2
https://stemcells.nih.gov/info/basics/stc-basics
Con người hiểu biết về tế bào gốc đã bắt đầu từ thập niên 50 của thế kỷ trước dù các chương trình nghiên cứu chưa phát triển nhanh chóng như hai thập niên qua. Việc tìm kiếm bị trì hoãn khá lâu vì bị cấm đoán & giới hạn bởi nhiều chính quyền trên thế giới. Ngay cả tại Huê Kỳ, dưới thời ông Bush II, chính phủ chẳng những không tài trợ mà còn giới hạn việc nghiên cứu về tế bào gốc nhất là loại tế bào gốc sơ sinh vì lý do đạo đức (ethics): Con người không thể cướp quyền tạo hóa mà chế tạo bào thai / trẻ em trong phòng thí nghiệm; khái niệm “design baby” này gặp nhiều phản ứng chống đối dữ dội. Nói giản dị là các nhà đạo đức cho rằng nếu có thể tạo dựng hài nhi trong phòng thí nghiệm, con người sẽ tìm cách loại bỏ các di thể bệnh tật (mục đích tốt) và chỉ chọn các di thể tạo ra màu mắt, màu da… như ý muốn. Trên thực tế, việc chọn lựa người hiến tặng tinh trùng / trứng để tạo khối phôi trong ống nghiệm rồi cấy vào tử cung người mang thai để sanh con theo ý muốn cũng là một hình thức “design baby” chưa kể việc con người lựa chọn kẻ phối ngẫu dựa trên tiêu chuẩn “vừa mắt”?!
Đây là lần đầu tiên khoa học thành công trong việc tạo khối phôi từa tựa như khối phôi [tự nhiên] của con người. Một thành công đáng kể vì sự phát triển của khối phôi là một tiến trình mà ta chưa hiểu biết rõ ràng, tại sao khối phôi bị hư hoại, khi nào thì khối phôi được phát triển hoàn toàn… Từ khám phá này, ta sẽ hiểu biết thêm các chi tiết và có thể dẫn đến việc trợ giúp các phụ nữ mang thai thành công cũng như tìm ra cách “khích động” tế bào gốc sửa chữa hay biến đổi thành các tế bào cần thiết cho việc chữa trị bệnh tật.
