Tại phòng thí nghiệm của Đại học Cambridge, một sự kiện mà các nhà sinh học phát triển đã mong chờ trong hơn một thập kỷ qua cuối cùng đã diễn ra. Lần đầu tiên, các nhà khoa học đã áp dụng phương pháp chỉnh sửa gốc DNA (base editing) cực kỳ chính xác trực tiếp trên phôi người ở những giai đoạn phát triển sớm nhất.
Kết quả đạt được hết sức bất ngờ và có ý nghĩa quan trọng: khi không có gen NANOG, các tế bào không thể tạo thành thượng bì phôi — lớp tế bào vạn năng khởi nguồn cho sự phát triển của toàn bộ cơ thể sau này. Trong khi đó, các mô phát triển thành nhau thai và túi noãn hoàng vẫn tiếp tục quá trình tăng trưởng gần như bình thường.
So với phương pháp CRISPR/Cas9 truyền thống, kỹ thuật chỉnh sửa gốc DNA là một bước tiến vượt bậc. Công nghệ này cho phép thay đổi duy nhất một "chữ cái" trong chuỗi trình tự bộ gen người gồm ba tỷ ký tự mà không cần làm đứt gãy cấu trúc xoắn kép của DNA. Thay vì tạo ra các vết đứt gãy sợi đôi tiềm ẩn nhiều nguy cơ, bộ chỉnh sửa này thực hiện chuyển đổi hóa học một nucleotide này thành một nucleotide khác. Trong nghiên cứu này, biến thể adenine hiệu suất cao ABE8e đã được đưa vào sử dụng.
Dưới sự chỉ đạo của Giáo sư Kathy Niakan thuộc Trung tâm Nghiên cứu Nguyên bào nuôi Loke, nhóm nghiên cứu đã đưa hệ thống chỉnh sửa vào phôi thụ tinh trong ống nghiệm và vô hiệu hóa hoàn toàn chức năng của gen NANOG. Các phôi này được nuôi cấy đến 6,5 ngày tuổi, tuân thủ nghiêm ngặt các quy định pháp luật của Anh dưới sự giám sát của Cơ quan Thụ tinh và Phôi học Người (HFEA). Toàn bộ mẫu thử nghiệm đều là phôi dư sau khi các cặp vợ chồng hiến tặng đã hoàn tất chương trình hỗ trợ sinh sản.
Kết quả nghiên cứu khoa học chính yếu.
Khác với các mô hình trên chuột, nơi việc mất gen Nanog gây rối loạn sự phát triển của nhiều dòng tế bào, tác động này ở con người lại có tính chọn lọc cao hơn. Nếu thiếu NANOG, thượng bì phôi sẽ không được hình thành, tuy nhiên ngoại bì nuôi (nhau thai tương lai) và nội bì sơ khai (túi noãn hoàng tương lai) vẫn phát triển mà không có khiếm khuyết rõ rệt nào. Điều này minh chứng rõ ràng rằng chúng ta cần hết sức thận trọng khi áp dụng các kết quả từ mô hình động vật sang cơ thể người.
Giá trị thực tiễn.
Khám phá này giúp nâng cao hiểu biết về cơ chế gây sảy thai sớm và thất bại trong thụ tinh ống nghiệm, những vấn đề vốn thường nảy sinh ngay tại giai đoạn biệt hóa tế bào. Về lâu dài, những kiến thức này có thể cải thiện đáng kể tỷ lệ thành công của các kỹ thuật hỗ trợ sinh sản.
Kết luận.
Khám phá này không chỉ đơn thuần là một bước tiến mới trong việc tìm hiểu sự phát triển của phôi thai. Nó mở ra một kỷ nguyên mới cho sinh học người, nơi các công cụ phân tử chính xác cuối cùng đã cho phép chúng ta khám phá những cơ chế nguyên sơ nhất của sự sống. Nhờ những công trình như của Kathy Niakan và các đồng nghiệp, chúng ta đang dần chuyển từ suy đoán sang thấu hiểu lý do tại sao một số phôi phát triển thuận lợi còn số khác thì không, từ đó tìm ra cách hỗ trợ các gia đình hiệu quả hơn và có thể ngăn chặn các bệnh di truyền nghiêm trọng ngay từ trước khi trẻ ra đời.
Mỗi công cụ chính xác mới và mỗi nghiên cứu có trách nhiệm đều đưa chúng ta tiệm cận hơn tới thời điểm mà y học sinh sản trở nên thực sự chuẩn xác, an toàn và mang đậm tính nhân văn. Điều cốt yếu là chúng ta phải tiếp tục tiến bước với sự tôn trọng các chuẩn mực đạo đức, vì mục tiêu chung là mang lại một cuộc sống tốt đẹp, khỏe mạnh và trọn vẹn hơn.
