Y học hiện đại chữa bệnh vô sinh bằng tinh trùng nhân tạo

Các nhà nghiên cứu ở đại học Newcastle (Anh) vừa gây sự chú ý trong giới khoa học nhờ tạo ra những tinh trùng đầu tiên từ tế bào gốc của con người. Thành tựu này không chỉ mở ra cơ hội giúp các cặp vợ chồng hiếm muộn có con mà còn cho thấy hoạt động nghiên cứu tế bào gốc đang đạt được những tiến triển hết sức lớn lao.

Những điểm tương đồng quan trọng

Tuần báo Stem Cells & Development cho biết thành tựu này đạt được 11 năm sau ca đầu tiên tách thành công tế bào gốc của người. Các tinh trùng nhân tạo do một nhóm nghiên cứu dưới sự chỉ đạo của giáo sư Karim Nayernia tạo ra tại Đại học Newcastle. 

Các nhà nghiên cứu sử dụng một thiết bị lọc đặc biệt, phân lập ra một số tế bào gốc mang những yếu tố tiềm năng phát triển thành tế bào tinh trùng Tiếp đó chúng được nuôi trong một hợp chất kích thích tăng trưởng. Kết quả là các tế bào gốc này đã phát triển thành những tế bào mang đặc điểm của tinh trùng.

Các tinh trùng nhân tạo đó, còn được gọi là tinh trùng IVD, có 4 đặc điểm tương đồng với tinh trùng tự nhiên và những điểm này cực kỳ quan trọng. Chúng mang theo một nửa số nhiễm sắc thể của các tế bào người (các tế bào nhân thể chứa 46 nhiễm sắc thể, riêng tế bào trứng và tinh trùng chỉ có 23 do chúng sẽ kết hợp bộ gen của nhau trong quá trình thụ tinh), có đầu và đuôi, có các protein cần thiết để kích hoạt trứng trong quá trình thụ tinh và chúng có thể ‘bơi’ đi tìm trứng.

Ngoài những đặc điểm trên, ông Nayernia cho rằng tinh trùng IVD có những điểm khác tinh trùng tự nhiên và cần phải thực hiện nhiều cuộc thử nghiệm để kiểm tra khả năng của nó. 

Nhóm nghiên cứu vẫn chưa rõ liệu có thể thành công khi dùng tinh trùng IVD để thụ tinh cho trứng hay không. Nguyên nhân là do rào cản của luật pháp. Theo đạo luật về tế bào gốc được áp dụng từ năm ngoái, các nhà khoa học chỉ được phép tạo tinh trùng IVD và cho chúng kết hợp với trứng. Nhưng nếu trứng phát triển thành phôi thai thì họ sẽ chỉ được giữ cái phôi trong 14 ngày rồi phải hủy bỏ. ‘Chúng tôi cần nghiên cứu cái phôi đó trước khi có thể đưa ra bất kỳ ứng dụng điều trị thực tế nào’ - Nayernia nói.

Lời giải cho bệnh vô sinh

Ngoài rào cản pháp lý, tinh trùng IVD hiện cũng chưa sẵn sàng về mặt y học để được cấy ghép vào cơ thể bệnh nhân. Tuy nhiên, giáo sư Nayernia bày tỏ hy vọng công trình nghiên cứu này có thể mang tới lời giải cho hiện tượng hiếm muộn và vô sinh ở nam giới.

Trước mắt, tinh trùng IVD mới chỉ giúp các nhà khoa học quan sát tiến trình phát triển bình thường của tinh trùng. ‘Trong cơ thể người, tinh trùng phát triển theo một tiến trình rất lâu dài’ - Nayernia nói - ‘Phải mất hơn 15 năm để phát triển và nó lại nằm trong một hệ thống không thể thâm nhập được. Bây giờ với hệ thống mới, chúng tôi đã có thể quan sát tiến trình phát triển của tinh trùng trong vòng 3 tháng’.

Đó là toàn bộ quãng thời gian để nhóm của Nayernia nuôi dưỡng một tình trùng sau khi chọn được tế bào gốc thích hợp. Họ sử dụng một hợp chất các kích thích tố, chất dinh dưỡng vitamin và acid retinoic để điều khiển hoạt động phát triển của tế bào gốc, biến nó thành tinh trùng và kích thích quá trình trưởng thành của tế bào đã biến đổi.

Cho tới giờ, các nhà khoa học mới chỉ tạo được tinh trùng IVD từ tế bào gốc nam giới. Khi sử dụng tế bào gốc của nữ, họ không thể giúp các tinh trùng sống qua giai đoạn trưởng thành để có thể thụ tinh cho trứng. Dường như nguyên nhân nằm ở chỗ tế bào nữ không có nhiễm sắc thể Y, một yếu tố có thể đóng vai trò thiết yếu trong việc kích thích sự trưởng thành của tinh trùng.

Nhóm nghiên cứu của giáo sư Nayernia vừa mở thêm một dự án mới nhằm có được tinh trùng nhân tạo từ tế bào da của nam giới vô sinh. Các tinh trùng IVD hiện nay được họ tạo nên từ tế bào gốc bị thải ra khỏi các viện nghiên cứu sinh sản. Thông qua việc nghiên cứu sự phát triển của tinh trùng nhân tạo của những người vô sinh, họ có thể tìm hiểu nguồn gốc chứng vô sinh và đưa ra những biện pháp chữa trị mới.

Trong trường hợp Nayernia và các cộng sự thành công, những lợi ích từ nghiên cứu của họ sẽ là rất lớn. Đơn cử việc nếu một bệnh nhân ung thư bị vô sinh do xạ trị và hóa trị, anh ta sẽ vẫn có cơ hội được làm cha thông qua phương pháp ứng dụng tinh trùng nhân tạo. ‘Lĩnh vực này có những tiềm năng ứng dụng vào điều trị cực lớn’ - Insoo Hyun, một nhà sinh học ở Đại học Case Western, nhận xét.

Giáo sư Nayernia cũng thổ lộ rằng nghiên cứu của ông và các cộng sự không chỉ nhằm mục đích duy nhất là tạo ra tinh trùng nhân tạo từ tế bào gốc người. Theo ông, thành tựu mới nhất là bằng chứng cho thấy tế bào gốc có thể tạo ra bất kỳ thứ gì trong cơ thể, không chỉ một số bộ phận nội tạng mà cả trứng và tinh trùng, những yếu tố giúp hình thành một cơ thể sống độc lập.