"Chuyện ba người" - Bào thai nhiều bố mẹ  


Quy luật tự nhiên trong quá trình hình thành một thai nhi, và sau này là một đứa trẻ, bắt đầu bằng sự kết hợp giữa tế bào đơn bội (n) là tinh trùng của bố và trứng của mẹ. Một nửa DNA trong bộ nhiễm sắc thể của mỗi bố mẹ được kết hợp lại để tạo ra bộ máy di truyền hoàn chỉnh của người con. Tuy nhiên, bộ máy di truyền quyết định kiểu hình của con không chỉ bao gồm các DNA chứa trong nhân tế bào, mà một phần nhỏ DNA được cung cấp bởi bộ máy ty thể (mitochondria) trong tế bào trứng của người mẹ. Mỗi ty thể, cơ quan hô hấp chính của tế bào, giúp chuyển hóa “thức ăn” thành năng lượng sống (ATP), chứa khoảng 2 – 10 DNA [1]. Và do mỗi tế bào chứa rất nhiều ty thể, nên tổng lượng DNA trong mỗi tế bào có thể lên đến con số hàng ngàn [2]. Một đứa trẻ có thể thụ hưởng tới khoảng 200.000 bản sao DNA ty thể từ người mẹ, nhưng chỉ khoảng 5 phân tử DNA ty thể từ người bố [3]. Do đó, một số bệnh lý di truyền có liên quan đến đột biến DNA ty thể như tiểu đường, điếc bẩm sinh, nhược cơ, hội chứng Leigh… được di truyền theo dòng mẹ, tức là chỉ được truyền từ mẹ sang con. Câu hỏi lớn được đặt ra là nếu người mẹ biết mình mắc bệnh di truyền qua DNA ty thể, làm cách nào để đứa con mình không mắc bệnh, hay ít ra là giảm thiểu nguy cơ mắc bệnh?

Các nhà nghiên cứu từ khắp nơi trên thế giới đã tìm ra giải pháp hữu hiệu, đó là phương pháp bào thai nhiều bố mẹ, cụ thể là ba người [4-6]. Phương pháp này có thể được tóm tắt như sau (hình 1):

            - Lấy tế bào trứng của người mẹ bị bệnh

            - Rút hết nhân

            - Chuyển dịch rút được vào tế bào trứng của “người mẹ” thứ hai không bị bệnh

            - Tiến hành thụ tinh trong ống nghiệm với tinh trùng từ người bố (bước này có thể được thực hiện với tế bào trứng của người mẹ bị bệnh (sau bước 1), trước khi tiến hành bước 2)

            - Nuôi cấy hợp tử trong môi trường nhân tạo

            - Cấy hợp tử trở lại tử cung người mẹ thứ nhất

            - Quá trình mang thai và sinh nở được diễn ra bình thường sau đó

Hình 1: Quy trình thực hiện bào thai nhiều bố mẹ. Nguồn: Chỉnh sửa từ http://archive.lakecountrynow.com/opinion/blogs/communityblogs/233616271.html

Với phương pháp này, người con sinh ra mang cả ba hệ gen, một hệ gen từ nhiễm sắc thể nhân của bố, một từ mẹ, và một hệ gen từ DNA ty thể của “người mẹ” thứ hai. Quy trình này lần đầu tiên đã được thực hiện trên người, tại Mexico, bởi bác sĩ John Zhang và cộng sự [7]. Xét nghiệm phân tử trên một số tế bào của đứa trẻ, nhóm nghiên cứu không thấy xuất hiện gen gây hội chứng Leigh (di truyền qua DNA ty thể, với triệu chứng viêm não tủy hoại tử bán cấp, xuất hiện và gây tử vong cho trẻ dưới 2 tháng tuồi), vốn xuất hiện trên người mẹ thứ nhất [7].

Hình 2: Bác sĩ John Zheng và đứa trẻ chứa ba bộ gen đầu tiên trên thế giới. Nguồn: Courtesy of New Hope Fertility Center

Kỹ thuật này, dù nhiều tiềm năng trong cuộc chiến chống lại một số bệnh di truyền qua tế bào chất, vẫn còn gây ra nhiều tranh cãi vì tính chất nhân đạo của nó. Hơn thế nữa, tính hiệu quả của phương pháp vẫn cần được kiểm chứng cụ thể trước khi được tiến hành rộng rãi. Một nghiên cứu gần đây cho thấy vẫn còn khoảng 2% lượng ty thể của người mẹ thứ nhất nằm rải rác trong tế bào chất, và truyền cho đứa con [8]. Hy vọng trong tương lai không xa, “chuyện ba người” sẽ trở thành hiện thực khi các vấn đề kỹ thuật được giải quyết và ý nghĩa nhân đạo được chấp nhận rộng rãi.

Tác giả: Phạm Duy Toàn (NCS, Đại học Naresuan, Thái Lan)

Phản biện: Triệu Anh Trung (TS, Đại học East Anglia, Vương quốc Anh)

Tài liệu tham khảo

1. Rudolf J. Wiesner et al. (1992) Counting target molecules by exponential polymerase chain reaction: Copy number of mitochondrial DNA in rat tissues. Biochemical and Biophysical Research Communications 183(2):553-559.

2. P. Innocenti et al. (2011) Dowling Science 332:845-848.

3. Wolff, J N et al. (2008) Lost in the zygote: the dilution of paternal mtDNA upon fertilization. Heredity 101(5):429-434.

4. Wolf, D P et al. (2015) Mitochondrial replacement therapy in reproductive medicine. Trends Mol Med 21:68-76.

5. Craven, L et al. (2010) Pronuclear transfer in human embryos to prevent transmission of mitochondrial DNA disease. Nature 465:82-85.

6. Tachibana, M. et al. (2009) Mitochondrial gene replacement in primate offspring and embryonic stem cells. Nature 461:367-372.

7. J. Zhang et al. (2016) First live birth using human oocytes reconstituted by spindle nuclear transfer for mitochondrial DNA mutation causing Leigh syndrome. Fertility and Sterility 106(3):e375-e376.

8. Louise A. Hyslop et al. (2016) Towards clinical application of pronuclear transfer to prevent mitochondrial DNA disease. Nature 534:383-386.

Category: