Chuột con ra đời từ 2 chuột mẹ, liệu sinh sản đồng giới có phải là điều khả thi trong tương lai?

Với công nghệ phát triển như hiện nay, việc phối giống nhân tạo giữa các loài vật cũng không còn là trở ngại lớn như trước kia. Thậm chí, các nhà khoa học cũng đã có một số bước tiến nhất định khi hỗ trợ cho hai cá thể đồng giới có khả năng sinh sản mà không nhất thiết một trong hai là đực hoặc cái.

Các nhà nghiên cứu tại Trung Quốc đã thành công trong thí nghiệm này, bằng cách dùng công nghệ chỉnh sửa hệ gen và tế bào gốc, nhằm giúp cho hai cá thể chuột đồng giới có thể giao phối và sinh sản. Cuộc giao phối này đã thành công với hai cá thể chuột cái và đang được thực hiện trên những chú chuột đực.

Công nghệ này hiện nay vẫn chưa thể được ứng dụng lên việc sinh sản của con người. Nó chỉ có thể vận hành tốt ở cơ thể của chuột cái, khi những chú chuột con ra đời rất khỏe mạnh và thậm chí có thể sinh sản tốt. Với những chú chuột đực, con của chúng thường chết rất sớm sau khi ra đời. Trong 12 chú chuột con, chỉ có 2 chú chuột có thể sống sót qua khỏi 48 giờ.

Nhưng mọi thứ chưa dừng lại ở đó khi mới đây, một bài đăng trên tạp chí Cell Stem Cell đã tiếp thêm sức mạnh cho các nhà khoa học trong bước tiến mới, giúp họ hiểu hơn về những giới hạn trong nghiên cứu sinh sản đồng giới. Công trình cũng đã dấy lên một số câu hỏi về mặt đạo đức giữa các chuyên gia, cùng với trọng tâm là sức khỏe của thế hệ con cái sau này.

Azim Surani, một nhà sinh học thực nghiệm tại Đại học Cambridge cũng chia sẻ ý kiến của mình: "Khi thực hiện một mục tiêu nghiên cứu gien nào đó, bạn có thể sẽ gặp phải một số tác dụng phụ khác. Bạn có thể sẽ phải thay đổi một số kết quả mà bản thân không mong mình sẽ thay đổi." Được biết, Azim không hề tham gia vào công trình nghiên cứu.

Không thể phủ nhận rằng, những sự thay đổi trong bộ gien có thể ảnh hưởng từ thế hệ này sang thế hệ khác, cũng như phát sinh một số tác dụng phụ không mong muốn. Tại điểm này, các nhà khoa học vẫn chưa tập trung hoàn toàn để phát triển nghiên cứu lên con người, song đây không phải là điều bất khả thi. Tác giả chính của Học viện Khoa học Trung Quốc - Wei Li - cũng đã trả lời thông qua email: "Chúng ta không thể khẳng định rằng phương pháp sẽ không bao giờ thực hiện được trong tương lai."

Sonia Suter, một giáo sư chuyên ngành luật tại Đại học George Washington, người chuyên chú trọng mặt đạo đức trong sinh học và chính sách y tế, lên tiếng: "Chúng ta phải suy nghĩ thật thấu đáo với tư cách là một cộng đồng, đâu sẽ là giới hạn cho chúng ta khi thực hiện một cuộc thí nghiệm thế này."

Nghiên cứu này là một trong những chuỗi hoạt động xoay quanh vấn đề gọi là Imprinting (một quá trình sinh sản bắt buộc con phải thừa hưởng gien từ cả bố lẫn mẹ). Ở cơ thể người, các gien được gói trong 23 cặp nhiễm sắc thể, nghĩa là chúng ta sẽ được hưởng một phần gien từ mẹ và một phần từ bố. Song, không phải sinh vật nào cũng phát triển theo cấu trúc như vậy.

Một số loài động vật có xương sống có khả năng sinh con mà không cần đến sự cung cấp gien từ bố, ví dụ như thằn lằn, ếch, hay thậm chí là cá. Trường hợp này thường được gọi là trinh sản, chủ yếu được thúc đẩy bởi điều kiện nuôi nhốt. Song trinh sản không thể được áp dụng cho các loài động vật có vú sở hữu nhau thai, một loại mô giúp hỗ trợ trao đổi chất dinh dưỡng và chất thải giữa cơ thể mẹ và bào thai.

Surani giải thích: "Rào cản ở đây chính là Imprinting." Imprinting thường xảy ra vào giai đoạn trưởng thành của trứng và tinh trùng, khi "các dấu hiệu" được đính vào các nhiễm sắc thể và ảnh hưởng đến hoạt động của gen. Vì một số lý do mà các dấu hiệu này trong nhiễm sắc thể sẽ khác nhau từ mỗi cha mẹ khác nhau. Một số gen sẽ hoạt động phụ thuộc vào DNA từ mẹ, còn một số sẽ hoạt động nhờ DNA từ cha.

Surani cho rằng, vẫn chưa rõ tại sao quá trình này lại xảy ra với nhau thai của các động vật có vú. Có một tư tưởng chung chính là những dấu hiệu sẽ giúp cân bằng sự phát triển của phôi thai. Thế nhưng ông còn cho biết, các nhà nghiên cứu cũng lan truyền ra rất nhiều giải thích xung quanh vấn đề này.

Trong nghiên cứu mới nhất, các nhà nghiên cứu đã dựa vào tế bào gốc từ phôi thai có bộ nhiễm sắc thể đơn bội. Mỗi tế bào sẽ có một nhiễm sắc thể đơn bội và thường được nuôi bởi trứng hoặc tinh trùng, giảm thiểu những gen có vấn đề.

Các nhà nghiên cứu cũng đã dùng "men phân tử", hay còn được gọi là CRISPR-Cas9, để cắt bỏ những đoạn có vấn đề với Imprinting. Ở cặp chuột cái, họ đã phải bỏ đi đến 3 đoạn để chuột con có thể ra đời khỏe mạnh, cũng như bỏ đi đến 7 đoạn ở cặp chuột đực.

Những bước tiếp theo được thực hiện với chuột cái có vẻ tương đối dễ dàng. Các nhà nghiên cứu đã chuyển những tế bào gốc đã qua sửa đổi sang phần trứng nguyên bản và chưa trưởng thành. Baoyang Hu, tác giả chính của nghiên cứu, cho rằng bước này giống với lớp màng keo bảo vệ ở loài sứa không tua. Sau đó, các nhà nghiên cứu sẽ cấy trứng vào cơ thể của chuột và để nó phát triển bình thường.

Đối với chuột đực, mọi thứ lại chẳng hề đơn giản như vậy.

Richard Behringer, nhà sinh vật học thực nghiệm tại Đại học Texas, người không hề tham gia vào nghiên cứu, cho biết: "Để tạo ra được một cá thể, bạn cần phải có trứng, nhưng cá thể đực lại không hề có." Thế nên, đội ngũ nghiên cứu đã tiêm tinh trùng và tế bào gốc có nhiễm sắc thể đơn bội vào trong trứng chưa trưởng thành đã trút bỏ nhân, một phần của tế bào chủ yếu mang vật liệu di truyền.

Ban đầu, các nhà khoa học cũng nhận thức được rằng nếu họ lắp trứng đã được biến đổi vào dạ con, nó sẽ khó thể nào phát triển được. Họ buộc phải nuôi dưỡng trứng ở bên ngoài dạ con trước khi nó thành hình và đưa vào cơ thể của bố.

Sự khó khăn trong nghiên cứu này đúng như dự tính. Các cá thể đực sinh con mà không có sự tham gia của cá thể cái chính là trường hợp vô cùng hiếm gặp trong tự nhiên. Zhikun Li, một người trong đội ngũ đã chia sẻ: "Trước khi bắt đầu công trình này, chúng tôi cũng không rõ liệu quá trình sinh sản giữa giống đực có khả trở ngại hay không."

Được biết, đây không phải lần đầu tiên cặp chuột cái có thể sinh con. Năm 2004, từng có một cặp chuột cái đã thành công sinh ra những chú chuột con bằng công nghệ chỉnh sửa hệ gen tương tự.

Monika Ward đến từ Đại học Hawaii, cũng đã bày tỏ suy nghĩ về nghiên cứu mới nhất: "Họ đã tiến xa hơn." Ward cho rằng, đội ngũ nghiên cứu Trung Quốc không chỉ cố gắng sàn lọc phương pháp trong nghiên cứu, sử dụng tế bào gốc từ phôi thai có nhiễm sắc thể đơn bội và đưa nó vào thai nhi trong cơ thể của bố, họ còn phân tích kỹ những tác động đến từ những đoạn có vấn đề với Imprinting đã được loại bỏ.

Với con của cặp chuột cái, sự cắt bỏ đoạn thứ ba sẽ giúp cho những chú chuột con sinh trưởng bình thường. Với cặp chuột đực, sự loại bỏ đoạn thứ bảy sẽ giúp con của chúng được phát triển đầy đủ, tránh trường hợp trương phình và các vấn đề hô hấp.

Các nhà nghiên cứu cũng đã khen ngợi sự nghiêm ngặt được đề ra. Behringer cho biết: "Tôi không thể tưởng tượng được rằng ta có thể yêu cầu họ làm được nhiều hơn thế." Tuy nhiên, chúng ta vẫn không rõ liệu phương pháp này sẽ được áp dụng như thế nào và có ý nghĩa thế nào với con người trong tương lai.

Ward cho rằng, đây là một dấu chấm hỏi lớn về mặt đạo đức.

Dù con của cặp chuột cái phát triển bình thường và thậm chí có thể sinh đẻ, song chúng vẫn gặp phải một số vấn đề từ các nghiên cứu sức khỏe. Họ vẫn không rõ vì sao con của cặp chuột đực lại qua đời sớm như vậy. Suy cho cùng, gien của cá thể đực vẫn cần được can thiệp đầy đủ để giúp con của chúng phát triển. Có thể một số đoạn kéo dài liên quan đến Imprinting đã hạn chế sự sống của chúng.

Suter chia sẻ về lo ngại của mình: "Vấn đề ưu tiên hàng đầu và trên hết với tôi chính là sự an toàn. Đây là một rào cản lớn khó có thể vượt qua."

Tất nhiên, dù phương pháp này được áp dụng thành công với chuột, song với người thì không thể nào đơn giản được như vậy. Điểm tương đồng ở Imprinting giữa người và chuột chính là câu hỏi được đặt ra. Trong một bài viết trên Genome Biology năm 2011 ,những nghiên cứu được thử nghiệm trên chuột, về mặt đạo đức, hoàn toàn là điều bất khả nếu thử trên con người. Thế nên, các nhà nghiên cứu cũng đã hy vọng có thể thực hiện nó lên các loài vật khác, ví dụ như khỉ.

Tóm lại, những thông tin được lượm lặt từ nghiên cứu trên cũng đã cho chúng ta hiểu được thêm về vai trò của các gen trong sự phát triển của sinh vật.

Ward cho biết, nếu họ còn tiếp tục công trình nghiên cứu này, chúng ta sẽ còn được học nhiều hơn thế. Genomic imprinting được cho là đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển ở đặc điểm, mầm bệnh, cũng như trong việc chữa vô sinh.

Nghiên cứu này thậm chí còn đóng vai trò trong việc kêu gọi nghiên cứu khác về tế bào gốc của phôi và công nghệ chỉnh sửa gen tại Mỹ, khi nguồn tài trợ vẫn còn hạn hẹp, cũng như những hạn chế về mặt pháp luật vẫn còn đang là trở ngại với họ.

Liệu điều gì sẽ đảm bảo an toàn cho nghiên cứu này? Đâu là minh chứng đầy đủ? Ai sẽ là người có quyền để tiếp cận những công nghệ này? Suy cho cùng, nếu nghiên cứu này được phát triển trong môi trường với đầy đủ nguyên tắc y tế và đạo đức, chúng ta có thể hy vọng về những đứa trẻ được sinh ra từ cặp đôi đồng giới với khả năng sinh sản tương tự các cặp đôi bình thường.

Suter cho biết: "Tôi nghĩ rằng, nếu chúng ta nhìn nhận sự thiếu khả năng sinh sản của những cặp đôi khác giới là một vấn đề cần sự can thiệp của công nghệ, thì chúng ta cũng không có khả năng phản đối hay cản trở các cặp đồng giới làm chuyện tương tự."