Nước Anh hiện đang phải đối mặt với cuộc khủng hoảng hiến tạng vì số người chết hiến tạng đang giảm mạnh khi những tiến bộ trong chăm sóc y tế đã cứu sống được nhiều người hơn.
Trước đây các nhà khoa học nghĩ rằng có thể có thể sử dụng các bộ phận cơ thể của lợn, có kích thước tương tự như của người, nhưng không thể ngăn chặn hệ thống miễn dịch đào thải mô từ động vật.
Phôi lợn mang ADN người đang phát triển trong những con lợn này ở Mỹ
Một ý tưởng khác là sử dụng tế bào gốc - có thể trở thành bất kỳ tế bào trong cơ thể - và chỉ cần nuôi cấy các bộ phận cơ thể mới trong phòng thí nghiệm. Nhưng rất khó định hướng tế bào gốc phát triển thành những cấu trúc ba chiều phức tạp.
Mới đây, một nhóm các nhà khoa học tại Viện Nghiên cứu Sinh học Salk ở Mỹ đã kết hợp cả hai khái niệm và chứng minh có thể phát triển các mô của người ở lợn. Thành tựu này cần đến bốn năm, 1.500 phôi lợn và tế bào gốc lấy từ 40 người.
"Chúng tôi đã đánh giá thấp những nỗ lực liên quan", chủ nhiệm nghiên cứu, GS. Juan Carlos Belmonte Izpisua thuộc Phòng thí nghiệm Biểu hiện gen của Viện Salk cho biết.
"Đây là bước quan trọng đầu tiên. Thách thức tiếp theo là hướng dẫn các tế bào người hình thành một cơ quan cụ thể ở lợn. Mục tiêu cuối cùng là phát triển mô có chức năng và có thể cấy ghép".
Để đi tới mục tiêu này, đầu tiên các nhà khoa học tạo ra thể lai chuột nhắt-chuột cống bằng cách đưa tế bào chuột cống vào phôi chuột nhắt để xem liệu con vật vẫn có thể phát triển bằng cách sử dụng ADN của loài khác hay không.
Jun Wu, một cán bộ khoa học của Viện Salk, là tác giả đầu tiên và GS. Juan Carlos Belmonte Izpisua, Viện Salk, là tác giả chính của công trình mới trên tạp chí Cell.
Sau khi thí nghiệm thành công, nhóm đã chỉnh sửa gen thuộc phần ADN chuột nhắt rất quan trọng cho sự phát triển của các cơ quan, và lặp lại thí nghiệm với hy vọng ADN chuột cống sẽ lấp đầy khoảng trống.
Đúng như dự đoán, các tế bào chuột cống đã hoàn chỉnh những chỗ bị thiếu trong ADN chuột nhắt, tạo thành tim, mắt và tuyến tụy chuột cống trong cơ thể chuột nhắt.
Nhóm nghiên cứu sau đó đã đưa các tế bào của người vào lợn, một quy trình phức tạp hơn nhiều vì lợn có thời gian mang thai chỉ bằng 1/3 của người, vì vậy các tế bào phải được đưa vào ở thời điểm hoàn hảo để phù hợp với giai đoạn phát triển của con vật.
Tế bào gốc của người đã được đưa vào một phôi lợn cấy trong một con lợn nái.
Các tế bào người đã sống sót và hình thành một phôi lai người/lợn sau đó được cấy vào một con lợn nái và được phép phát triển đến giai đoạn 3 – 4 tuần để các nhà khoa học có thể kiểm tra xem chúng có phát triển bình thường không.
Quan trọng hơn, các tế bào thay thế chỉ tác động đến sự hình thành cơ bắp. Đã có những lo ngại về đạo đức khi các tế bào của người có thể bắt đầu hình thành tế bào thần kinh, có khả năng tạo ra ý thức con người trong não của con vật.
Tế bào chuột cống có màu đỏ trong phôi chuột nhắt
Hiện các nhà khoa học đang lên kế hoạch chỉnh sửa gen của phôi lợn để chúng không thể tạo ra các bộ phận cơ thể với hy vọng rằng những khoảng trống sẽ được lấp đầy bởi ADN của người, theo cách giống như trong thí nghiệm trên chuột.
Các nhà khoa học Anh cho biết nghiên cứu, được công bố trên tạp chí Cell, là một bước tiến đầy hứa hẹn.
"Đây là công trình khoa học đầu tiên đạt tới kết quả này. Nó mở đường cho những tiến bộ đáng kể trong hiểu biết của chúng ta về sự phát triển dòng tế bào trong phôi thai và gợi ý những ứng dụng công nghệ sinh học mới trong tương lai".
Một con lai chuột cống-chuột nhắt 8 ngày tuổi được tạo ra bằng cách tiêm các tế bào gốc của chuột cống vào phôi chuột nhắt.
Giáo sư Robin Lovell-Badge, Nhóm trưởng tại Viện Crick Francis, nói thêm: "Mục tiêu của nghiên cứu này là rất đáng khen ngợi.
"Khả năng tạo ra thể “khảm” giữa các loài sẽ rất có giá trị trong việc cung cấp hiểu biết cơ bản về sự khác biệt loài trong phát triển phôi và chức năng tạng, và nếu các tế bào của người được tích hợp thì điều này mang đến khả năng phát triển các mô hoặc cơ quan của người trên động vật để cấy ghép."
Các thể khảm cũng có thể được sử dụng để giúp tìm về sự phát triển sớm của người và khởi phát của bệnh, và thậm chí cung cấp nền tảng thử nghiệm cho các thuốc mới.
GS. Darren Griffin, Đại học Kent, cho biết: "Mục tiêu lâu dài là tiếp tục phát triển cơ sở khoa học mà, trong tương lai, có thể hỗ trợ việc ghép tạng khác loài, ví dụ phát triển nội tạng người ở động vật có vú lớn như lợn là một cách để giải quyết sự thiếu hụt tạng ghép nghiêm trọng hiện nay.
"Cả việc ghép tạng khác loài và việc tạo ra thể khảm lợn/người đều đặt ra những vấn đề đạo đức phức tạp và cần được quy định chặt chẽ.
Tuy nhiên ý tưởng tạo ra thể lai giữa động vật và người đã gặp phải sự phản đối về đạo đức, với một số người tuyên bố các nhà khoa học đang tạo ra những “quái vật".
"Tôi thấy những thí nghiệm này đáng lo ngại", TS David King, Giám đốc tổ chức Human Genetics Alert, nói.
"Trong thần thoại, những con vật nửa người nửa thú là những quái vật đáng sợ vì nhiều lý do. Tôi không biết những nhà khoa học này có hỏi ý kiến dư luận trước khi tiến hành những thí nghiệm như vậy hay không".
