Lần đầu tiên trong lịch sử, các nhà khoa học nuôi trồng thành công phôi thai nhân tạo mà không cần tinh trùng hay trứng

Trong thí nghiệm đầu tiên được thực hiện trên thế giới, các nhà khoa học đã thành công trong việc tạo nên một phôi thai nhân tạo có thể hoạt động được, bằng các kết hợp hai loại thế bào gốc khác nhau trên một đĩa thí nghiệm petri.

Những tế bào gốc kia được nuôi dưỡng bên ngoài cơ thể vật chủ, bên trong một khối gel. Trong quá trình phát triển, chúng đã có thể hình thành giai đoạn đầu tiên của cơ quan nội tạng – y hệt như các một phôi thai bình thường phát triển. Các nhà nghiên cứu mong muốn rằng kĩ thuật mới này sẽ giúp con người trả lời được những bí ẩn về quá trình hình thành sự sống.

“Theo phương diện giải phẫu, những khu vực bên trong tế bào đã phát triển đúng nơi, đúng thời điểm”, trưởng ban nghiên cứu, bà Magdalene Zernicka-Goetz từ Đại học Cambridge phát biểu. “Đây là kết quả tuyệt vời nhất mà chúng tôi từng đạt được”.

Từ trước tới giờ, những nỗ lực phát triển một phôi thai nhân tạo đều không gặt hái được nhiều kết quả. Lý do chủ yếu là những nghiên cứu ấy chỉ sử dụng tế bào gốc phôi (embryonic stem cells – ESC) – tế bào gốc tạo nên những khối tế bào hình cầu trôi nổi tự do có tên là túi phôi (blastocyst), xuất hiện khi trứng được thụ tinh.

Vấn đề lớn nhất ở đây là sự sống không đơn giản chỉ bắt đầu với những tế bào gốc phôi, hai tế bào gốc khác cần phải có mặt trong quá trình này. Đó là tế bào gốc lá nuôi (trophoblast stem cells – TSC, tế bào sau này sẽ biệt hóa thành nhau thai, màng ối, cuống rốn) và tế bào gốc nội bì nguyên thủy.

Khi kết hợp với tế bào gốc phôi ESC, những tế bào gốc này tạo nên nhau thai và túi noãn hoàng, đảm bảo cho việc các nội tạng phát triển một cách hoàn hảo, nếu như các chất dinh dưỡng được cung cấp đầy đủ.

Với phương pháp nuôi dưỡng phôi thai mới này, Zernicka-Goetz và đội ngũ của bà đã kết hợp những tế bào gốc phôi ESC và tế bào gốc lá nuôi TSC của chuột được biến đổi gen để tạo nên một khung giàn 3 chiều từ gel để làm môi trường nuôi dưỡng phôi thai, cố gắng tái tạo lại một môi trường tự nhiên để phôi thai có thể phát triển.

“Chúng tôi đã biết rằng tương tác giữa các loại tế bào gốc khác nhau rất quan trọng trong việc phát triển phôi thai, nhưng nghiên cứu lần này của chúng tôi đã thể hiện rõ được mối liên kết giữa những tế bào gốc này – chúng thực sự dẫn đường cho nhau để phát triển”, bà Zernicka-Goetz nói. “Nếu không có sự kết hợp này, việc phát triển đúng chỗ, đúng thời điểm sẽ không thể diễn ra”.

Sau khoảng 4,5 ngày, các nhà nghiên cứu đã có được cho mình một vài phôi thai có hình dáng giống với phôi thai của chuột thường – kể cả cách mà phôi thai phát triển dần thành các mô và tế bào chuột.

Sau 7 ngày, phôi thai đã tự phân chia mình thành hai phần chính: nhau thai để nuôi dưỡng thai và hình dáng con chuột chưa sinh.

Bên trái là phôi thai cách giai đoạn phát triển túi mầm 96 tiếng, bên phải là chỉ còn cách 48 tiếng.
Phần màu đỏ là bào thai đang phải triển, phần màu xanh sẽ dần dần phát triển thành nhau thai.

Không một giai đoạn phát triển phôi thai nào cần tới trứng hoặc tế bào tinh trùng.

“Chúng rất giống với phôi thai của chuột tự nhiên”, bà Zernicka-Goetz nói. “Chúng tôi kết hợp hai tế bào gốc này lại – điều chưa từng được làm trước đây – và cho phép chúng có thể liên lạc được với nhau. Chúng tôi thấy được rằng các tế bào này có thể tự sắp xếp với nhau một cách phù hợp mà không cần tới sự can thiệp từ bên ngoài”.

Mặc dù nghiên cứu này cho thấy tiềm năng rất lớn và những khả năng nuôi cấy phôi thai tuyệt vời trong tương lai (không cần tới trứng hay tinh trùng để tạo nên sự sống), nhưng mục đích chính của nghiên cứu này lại không phải để phát triển việc tạo ra sự sống nhân tạo, mà là cho ta một cái nhìn rõ hơn vào những giai đoạn phát triển đầu tiên của sự sống.

Khi mà người phụ nữ mang thai, bất hạnh lớn nhất có lẽ là nhìn thấy đứa bé ra đi khi chưa kịp chào đời. Bằng những nghiên cứu phôi thai mà không cần trứng hay tinh trùng như thế này, ta có thể có được vô số mẫu thử nhằm tìm hiểu kĩ hơn về những giai đoạn đầu của phát triển phôi thai, tránh những trường hợp đáng tiếc xảy ra với một bà mẹ mang thai trong tương lai.

Bước tiếp theo, các nhà khoa học sẽ thử với tế bào gốc của con người, họ rất tự tin rằng những thử nghiệm này sẽ thành công.