Author: tcnhat

Các nhà nghiên cứu đang bất đồng quan điểm trong việc biến đổi phôi người thông qua con đường di truyền học.

Hình. CRISPR/Cas9 tạo ra những biến đổi chính xác trên gen mục tiêu.

Những nhà khoa học thống nhất rằng cần phải ngăn chặn những nhà nghiên cứu sử dụng những kĩ thuật biến đổi gen mạnh mẽ trên phôi người, nhưng họ đang chia rẽ vì lý do gì?

Vài người nói rằng nếu nỗi sợ hãi về tính an toàn có thể dịu đi, ví dụ như những ứng dụng có một tương lai tươi sáng hơn và có thể giúp tiêu diệt những căn bệnh nguy hại. Những người khác lại cho rằng việc sửa đổi DNA của phôi, đồng nghĩa với việc những thay đổi đó có thể di truyền đến thế hệ sau, một con đường luân thường đạo lý không nên được thông qua.

Mối lo ngại này xuất phát từ một bài báo được công bố trên tạp chí Nature vào ngày 12 tháng 3 năm 2015 và một bài báo khác được mong chờ xuất hiện trên tạp chí Science, giữa những nghi ngờ rằng các nhà khoa học đã biến đổi hoàn toàn những gen của phôi người.

Những kĩ thuật biến đổi gen sử dụng những enzyme nuclease để cắt DNA tại những điểm chuyên biệt và sau đó loại bỏ hoặc sửa lại những thông tin di truyền tại vị trí đó. Gần đây nhất, sự phấn khích tập trung vào một kĩ thuật gọi là CRISPR/Cas9, một phương pháp rất dễ sử dụng. Hiện nay, những kĩ thuật chỉ được ứng dụng trên những tế bào sinh dưỡng hoặc tế bào không có khả năng sinh sản: ví dụ, công ty Sangamo BioSciences of Richmond, California đã sử dụng enzyme nuclease zinc finger (ngón tay kẽm), một công nghệ biến đổi gen cũ hơn, để loại bỏ một gen từ những tế bào bạch cầu mã hóa cho thụ thể mà virus HIV gắn vào để xâm nhập tế bào.

Nhưng mối lo ngại tập trung vào việc sử dụng biến đổi gen để sửa đổi bộ gen của trứng và những trứng đã được thụ tinh – một quá trình được gọi là biến đổi tế bào dòng mầm.

Edward Lanphier, chủ tịch của Sangamo và chủ tịch Hội đồng của Hội liên hiệp Y học tái tạo ở Washington DC, cùng với những đồng nghiệp ở hai tổ chức này đã viết một bài báo phản hồi trên tạp chí Nature kêu gọi các nhà khoa học ngưng việc biến đổi phôi người, thậm chí là trong nghiên cứu. Tác giả cảnh báo rằng những công việc như vậy có thể bị khai thác cho “những sửa đổi không mang tính chữa trị” – như để thay đổi màu mắt trẻ chẳng hạn – và gây ra một sự phản đối của công chúng về một “vi phạm đạo đức” có thể gây trở ngại cho việc sử dụng biến đổi gen trên tế bào sinh dưỡng

Họ cũng có những phản đối đơn giản hơn. Lanphier nói “Chúng ta là con người, không phải là con chuột biến đổi gen”. “Chúng tôi tin rằng đó là một vấn đề đạo đức cơ bản xuyên biên giới đối với việc sửa đổi tế bào dòng mầm người”.

George Church, một nhà di truyền học tại Đại học Y Harvard ở Boston, Massachusetts, đồng ý rằng cần phải có một lệnh tạm ngưng hoạt động biến đổi phôi, nhưng chỉ “cho đến khi vấn đề an toàn được làm sáng tỏ và sự đồng thuận chung chấp thuận nó”. Church, cùng với một nhóm các nhà khoa học đã gặp ở Napa, California, vào tháng giêng năm 2015 để thảo luận các vấn đề đạo đức và tiềm năng của những tiến trình nay, một phần trong công bố trên tạp chí Science mô tả chi tiết hơn về những lo ngại của họ.

Một mối lo ngại rằng những enzyme nuclease có thể gây ra những đột biến tại các vị trí khác với vị trí mục tiêu và có khả năng gây bệnh. Church nói rằng những biến đổi gen ở động vật có khả năng tiết lộ cách thức làm thế nào để hiểu và tránh các biến chứng này. Trong một thử nghiệm ứng dụng, nhóm của ông đã biến đổi các gen liên quan đến hệ miễn dịch ở phôi heo để “nhân hóa” chúng hướng đến việc cho phép những cơ quan của heo có thể ghép cho người.

Những chỉ định khác về tính an toàn sẽ đến từ những thử nghiệm trên tế bào sinh dưỡng. Sangamo đã chứng minh tính an toàn của những tế bào bạch cầu biến đổi trong một thử nghiệm lâm sàng của người với virus HIV.

Church thấy căn bản không có vấn đề gì với việc biến đổi tế bào dòng mầm – ông lưu ý rằng ngay cả những liệu pháp trên tế bào sinh dưỡng vẫn là một dạng sửa đổi nhân tạo. Ông so sánh việc biến đổi gen trong phôi với việc thụ tinh nhân tạo trong ống nghiệm (IVF), mọi người vẫn phản đối cho đến khi nó đã được chứng minh là an toàn.

Craig Mello, tại Đại học Massachusetts ở Worcester, một nhà di truyền học đã đạt giải Nobel, nói rằng “trong một tương lai xa, tôi có thể tưởng tượng rằng các tế bào dòng mầm đã biến đổi sẽ bảo vệ con người chống lại ung thư, đái tháo đường và các vấn đề liên quan đến tuổi tác khác. Trong thời gian gần hơn, đó có thể là một lý do chính đáng để thí nghiệm với phôi thai bị loại bỏ hoặc những tế bào gốc phôi vì mục đích nghiên cứu”.

Nhưng Lanphier nói rằng hầu hết mọi trường hợp mà cha mẹ mang những gen gây bệnh, không phải tất cả những phôi của cặp đôi đó đều mang gen lỗi. Những kĩ thuật hiện hành có thể được sử dụng để sàng lọc di truyền và chọn ra những phôi thai khỏe mạnh trước khi cấy vào tử cung, phủ nhận sự cần thiết phải sửa chữa tế bào dòng mầm. Ông nói “hầu như luôn luôn có lựa chọn thay thế”

Tuy nhiên, Church cho rằng đối với số ngày càng tăng của các trường hợp trong đó vài gen có liên quan đến một căn bệnh, hầu hết phôi cần phải được loại bỏ. Việc biến đổi sẽ làm tăng đáng kể tỷ lệ có được một phôi thai khỏe mạnh .

Dana Carroll, một nhà di truyền học tại Đại học Utah ở Salt Lake City, người đã có mặt tại cuộc họp Napa, nói rằng Viện Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ nên triệu tập một hội nghị bao gồm các chuyên gia y tế và những người quan tâm đến các khía cạnh tích cực và tiêu cực của tế bào dòng mầm biến đổi.

Carroll cũng trích dẫn tầm quan trọng của việc giáo dục các thế hệ bác sĩ tiếp theo về việc biến đổi gen. “Hiện nay, họ cần được học tập những gì công nghệ có thể làm và những gì xã hội, cũng như lâm sàng, đang lo ngại.”

Kiều Oanh dịch

Theo Nature

ngtkoanh@hcmus.edu.vn

Link bài báo: http://www.nature.com/news/ethics-of-embryo-editing-divides-scientists-1.17131

Các nhà khoa học đã khai trương công ty để phát triển liệu pháp tiềm năng của các enzyme phân cắt gen.

Hình: Feng Zhang, một trong những người sáng lập của Editas Medicine, hướng tới sử dụng kĩ thuật biến đổi gen CRISPR để điều trị bệnh.

Một ngày nào, thay vì uống những viên thuốc được kê đơn để điều trị bệnh tật, các bệnh nhân có thể lựa chọn cách “giải phẫu” gen – bằng cách sử dụng một kĩ thuật biến đổi gen mới để cắt bỏ những đột biến có hại và thay bằng những DNA không đột biến.

Hệ thống này được gọi là CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats – Cụm đều đặn tạo khoảng trống ở giữa các đoạn ngắn lặp lại đối xứng), đã bùng nổ trong những năm gần đây. Các kĩ sư di truyền, các nhà thần kinh học và thậm chí là các nhà thực vật học xem nó như là một công cụ nghiên cứu cho hiệu quả và độ chính xác cao hơn. Hiện nay, hệ thống biến đổi gen đã tách ra một công ty công nghệ sinh học và đã thu hút được sự quan tâm chú ý từ nhiều nhà đầu tư.

Editas Medicine, đặt trụ sở tại Cambridge, Massachusetts, thông báo khánh thành vào ngày 25 tháng 11 năm 2013 với vốn đầu tư mạo hiểm ban đầu là 43 triệu đô (USD). Công ty được sáng lập bởi 5 nhà nghiên cứu hàng đầu về CRISPR, hướng tới phát triển liệu pháp trực tiếp sửa đổi các gen liên quan đến bệnh.

Chủ tịch lâm thời Kevin Bitterman, một nhà đầu tư mạo hiểm tại Polaris Partners ở Waltham, Massachusetts, một trong những người ủng hộ Editas nói, “Đây là nền tảng có thể gây tác động sâu sắc trên hàng loạt các rối loạn di truyền”

Vết cắt đẹp nhất

CRISPR được phát hiện dựa trên chiến lược mà vi khuẩn sử dụng để phát hiện và cắt nhỏ DNA ngoại lai. Enzyme cắt DNA Cas9 tìm thấy mục tiêu của nó với sự trợ giúp của một trình tự RNA chỉ dẫn, mà hiện nay các nhà nghiên cứu có thể thiết kế tập trung vào nơi tiềm năng của bất kỳ gen mong muốn nào.

Feng Zhang, một nhà thần kinh học của Viện nghiên cứu não bộ McGovern thuộc Viện Công nghệ Massachusetts tại Cambridge, Massachusetts, một trong những người sáng lập Editas, đã nói “Editas không tiết lộ mục tiêu dự định, nhưng công nghệ này có thể được xem xét để thử nghiệm đầu tiên trên các bệnh gây ra bởi duy nhất một bản sao gen bị lỗi.” Đơn giản là chỉ cần vô hiệu hóa bản sao gây bệnh để dọn đường cho một bản sao tốt hơn thay vào vị trí đó. Điều kiện chữa trị liên quan đến hai bản sao gen mất chức năng sẽ cần đến sự sửa chữa gen bằng cách cắt nối các DNA khỏe mạnh – một kỳ công mà theo Zhang sẽ cần phải làm nhiều việc và nhiều kĩ thuật hơn.

Cuộc cạnh tranh của CRISPR

Hướng tiếp cận liệu pháp gen thông thường sử dụng virus để chuyển DNA – một phương pháp tương đối chính xác có thể đưa vào những gen có ích, nhưng không thể thay đổi những trình tự bị lỗi.

Biến đổi gen mục tiêu, một loại mà Editas đang hướng tới, đã bị chi phối bởi một công ty: Sangamo BioSciences of Richmond, California. Sangamo sử dụng một hệ thống khác, dựa trên enzyme nuclease zinc-finger (liệu pháp ngón tay kẽm), để cắt và vô hiệu hóa các gen mong muốn. Nhiều nhà nghiên cứu nói rằng CRISPR dễ sử dụng và phổ biến hơn enzyme nuclease zinc finger, nhưng Sangamo có một sự khởi đầu mạnh mẽ hơn Editas. Những thử nghiệm lâm sàng của công ty này đã cho thấy kết quả khả quan bằng cách sử dụng enzyme nuclease zinc-finger để phá vỡ gen mã hóa cho một protein bề mặt tế bào mà virus HIV sử dụng để xâm nhập vào tế bào miễn dịch.

Philip Gregory, giám đốc khoa học của Sangamo, nói “CRISPR đã xuất hiện trong thế giới học thuật như một cơn bão và nó là một công nghệ mới rất hấp dẫn”. Nhưng ông cũng nói thêm, vẫn đang có vài nút thắt cần được giải quyết, gồm các nghiên cứu đã đề nghị rằng Cas9 có thể tạo ra những vết cắt tại các vị trí trong không phải là mục tiêu trong bộ gen. Zhang nói rằng nhóm của anh và những người khác vẫn đang làm việc để làm tăng tính chuyên biệt của enzyme và đã thu nhận được vài kết quả.

Thật vậy, cả hai công ty hy vọng có được sự chấp thuận của Ủy ban Thực phẩm và Thuốc của Hoa Kỳ (FDA). Nicholas Bishop, một nhà phân tích công nghệ sinh học tại Cowen and Company ở NewYork nói “FDA sẽ không bao giờ chấp nhận một sản phẩm của liệu pháp gen”.

Kiều Oanh dịch

Theo Nature

ngtkoanh@hcmus.edu.vn

Link bài báo: http://www.nature.com/news/crispr-technology-leaps-from-lab-to-industry-1.14299

Tờ Science Daily ngày 8 tháng 1 năm 2015 đã đưa tin “ Công nghệ phát triển mô ruột sử dụng tế bào người có chức năng”. Công trình này được nghiên cứu bởi nhóm tác giả đứng đầu là Tiến sĩ Tracy C. Grikscheit, Viện Nghiên cứu Saban của Bệnh viện Nhi đồng Los Angeles. Với công nghệ mô phát triển ruột non từ tế bào gốc người mang các đặc điểm có chức năng giống mô ruột người, dự án nghiên cứu đã tiến một bước gần hơn trong việc giúp đỡ các bệnh nhân bằng công nghệ y học tái tạo này.

Tiến sĩ Tracy C. Grikscheit – Viện nghiên cứu Saban thuộc Bệnh viện Nhi đồng Los Angeles

Ruột non được phát triển từ công nghệ mô mang các đặc điểm quan trọng của màng nhầy lớp niêm mạc và các cấu trúc hỗ trợ chức năng bao gồm khả năng hấp thụ đường, các thành phần có cấu trúc từ nhỏ đến siêu nhỏ như các kết nối giữa các tế bào.

Công nghệ hình thành và phát triển ruột non xuất phát từ tế bào gốc tồn tại trong ruột và mang nhiều hứa hẹn trong điều trị hội chứng ruột ngắn (Short Bowel Syndrome -SBS). Hội chứng này là nguyên nhân chính dẫn đến hoạt động bất thường của đường ruột, đặc biệt ở trẻ sinh non và trẻ sơ sinh bị dị tật đường ruột bẩm sinh. Ruột non phát triển từ công nghệ này có thể cung cấp một liệu pháp điều trị thay thế cho kỹ thuật điều trị hiện tại, đó là cấy ghép ruột, và có tiềm năng giải quyết các thách thức đang đặt ra của cấy ghép ruột bao gồm: thiếu hụt tạng hiến tặng và bệnh nhân bị suy giảm miễn dịch kéo dài nhằm duy trì tạng ghép.

Tiến sĩ Grikscheit thực hiện nghiên cứu này nhằm hướng đến giúp đỡ các bệnh nhân trẻ tuổi có tình trạng bệnh nặng nhất, bao gồm trẻ em sinh non và phát triển bệnh theo hướng trầm trọng được gọi là Viêm ruột hoại tử (Necrotizing Enterocolitis – NEC). Tình trạng Viêm ruột hoại tử đe dọa cuộc sống của bệnh nhân bởi vì ruột non bị cắt bỏ một đoạn lớn phần ruột bị hủy hoại. Sau khi bị cắt bỏ một phần ruột, em bé không đủ chiều dài ruột nên phụ thuộc vào việc cho ăn qua tĩnh mạch. Phương pháp cho ăn này rất tốn kém và có thể gây hủy hoại gan. NEC và các nguyên nhân khác gây thất bại chức năng ruột xảy ra với tỉ lệ 24./100.000 trẻ em đang sống, và tỉ lệ các trường hợp SBS ngày càng tăng. Gần 1/3 trẻ em chết trong độ tuổi 5 tuổi.

Trước đó, vào tháng 7 năm 2011, nhóm nghiên cứu của bệnh viện Nhi đồng Los Angeles đã đăng lên tạp chí Tissue Engineering kết quả sử dụng ruột non từ công nghệ mô trên mô hình chuột. Kết quả này chỉ xác định được các thành phần cơ bản của ruột. Nhưng để phù hợp cho ứng dụng lâm sàng, nghiên cứu này cần phải kiếm tra thêm chức năng của các thành phần như khả năng hình thành màng bảo vệ mà vẫn có thể hấp thu được chất dinh dưỡng hay đảm bảo cơ chế trao đổi điện thế chuyên biệt. Nghiên cứu mới chỉ ra ruột non từ công nghệ mô ở chuột có nét tương đồng cao với ruột non từ công nghệ mô ở người và cả hai đều chứa tế bào gốc và tế bào tiền thân. Chính các tế bào này sẽ góp phần tái tạo lại ruột giống phương pháp ghép ruột. Các tế bào gốc và tế bào tiền thân nằm ở một vị trí chuyên biệt trong mô kỹ nghệ và nằm gần với các tế bào đã có chức năng chuyên biệt.

Hình 2: Khoa nhi đã tạo ra mô ruột (một phần tá tràng của ruột non) từ công nghệ mô, mô phỏng các chức năng cơ bản của ruột người. Các thí nghiệm đã chứng minh mô ruột này có khả năng phân giải đường thành glucose

Các kết quả nghiên cứu trên đã mở ra hy vọng rất lớn cho các bệnh nhi bị tình trạng ruột ngắn bằng công nghệ mô sử dụng tế bào gốc.

Nguyễn Thị Mỹ Phước dịch

Theo Science Daily

ntmphuoc@hcmus.edu.vn

Link bài báo: http://www.sciencedaily.com/releases/2015/01/150108141309.htm

Sau khi được phát hiện lần đầu tiên cách đây hơn 150 năm, vùng Broca vẫn được tin là trung khu thần kinh chịu trách nhiệm cho hành động nói của con người bao gồm cả việc phát âm. Nhưng những phát hiện gần đây của các nhà khoa học Đại học Berkeley California và Đại học John Hopkins, Maryland đang thách thức quan niệm lâu đời này.

Vào những năm 1860, nhà vật lý học người Pháp Pierre Paul Broca phát hiện ra vùng trước não là trung khu cho việc nói, phát âm; ngày nay được gọi là vùng Broca. Đây là một trong những vùng não đã được nghiên cứu kỹ về chức năng ngôn ngữ. Những người bị rối loạn ngôn ngữ vùng Broca do chấn thương vùng não trước có khuynh hướng nói những câu ngắn, mệnh đề đơn và bỏ các liên từ.

Nhóm nghiên cứu đã thực hiện các khảo nghiệm trên 7 bệnh nhân bị chứng động kinh với các điện cực ghi nhận xung điện trên võ não để xác định được các vùng não được kích hoạt để tiếp nhận, xử lý và đáp ứng với các kích thích là ngôn từ. Các bệnh nhân được cho nghe các từ vựng và yêu cầu lặp lại các từ nghe được. Kết quả theo dõi tín hiệu điện cho thấy từ vùng vỏ não thính giác tín hiệu âm thanh là các từ được xử lý, chuyển ngang qua vùng Broca’s để chuẩn bị cho từ lặp lại và cuối cùng, phần vỏ não vận động tạo ra tín hiệu giúp bệnh nhân phát âm từ đó.

Tiến sĩ Adeen Flinker, tại Đại học Berkeley, tác giả của công trình cho biết “Kết quả này cho thấy vùng Broca’s không phải là trung tâm tạo ra lời nói mà một vùng trung gian có chức năng tổng hợp và phối hợp thông tin ngôn ngữ để chuyển sang vùng não khác thực hiện chức năng nói. Vùng Broca’s hoàn toàn “im lặng” khi chúng ta nói, nhưng nó vẫn hoạt động trong suốt cuộc hội thoại với vai trò là chuẩn bị ngôn từ và hoàn thiện câu.”

Nghiên cứu này có tiềm năng ứng dụng trong việc chẩn đoán và điều trị chứng rối loạn ngôn ngữ do đột quỵ, động kinh và tổn thương não.

Hình. Sự phân bố các vùng kích thích và các điểm hoạt động của não. (A) Sự phân bố về không gian của các vùng được kích thích, màu xanh là các điểm hoạt động trước khi phát âm, màu đỏ là các điểm hoạt động trong khi và sau khi phát âm. (B) Đồ thị phân bố các điểm hoạt động của não theo vùng chức năng, xanh da trời vùng STG (rãnh trên thái dương), xanh lá – vùng Broca’s, cam – vỏ não vận động.

Lê Minh Dũng

Theo neuroscientistnews.com

lmdung@hcmus.edu.vn

Link bài báo: http://newscenter.berkeley.edu/2015/02/16/brocas-area/