Can thiệp gene trước khi sinh

Theo The New York Times, các nhà khoa học tại Đại học Columbia (Mỹ) vừa công bố thành công bước đột phá trong lĩnh vực công nghệ sinh học khi chỉnh sửa DNA của phôi người ở giai đoạn đầu với độ chính xác chưa từng có. Thành tựu này được đánh giá có thể mở đường cho việc can thiệp gene nhằm loại bỏ các đột biến gây bệnh trước khi em bé chào đời, nhưng đồng thời cũng làm dấy lên những tranh cãi mới về nguy cơ tạo ra những đứa trẻ được "thiết kế" theo ý muốn.

Nghiên cứu do nhà di truyền học Dieter Egli dẫn đầu sử dụng một kỹ thuật mới gọi là "chỉnh sửa cơ sở", cho phép thay đổi từng ký tự di truyền riêng lẻ trong DNA mà không gây tổn thương lớn cho bộ gene như công nghệ CRISPR truyền thống.

Đây là lần đầu tiên các nhà nghiên cứu thực hiện việc chỉnh sửa gene trên phôi người với mức độ chính xác cao như vậy, đánh dấu một bước tiến quan trọng trong nỗ lực ứng dụng công nghệ gene vào y học sinh sản.

Tuy nhiên, ông Egli nhấn mạnh rằng công nghệ này vẫn còn nhiều câu hỏi chưa được giải đáp, đặc biệt là những tác dụng phụ tiềm ẩn. "Chúng tôi không nói rằng kỹ thuật này sẽ được đưa vào các phòng khám ngay ngày mai", ông cho biết.

Bài học từ những hạn chế của CRISPR

Khả năng chỉnh sửa DNA của phôi người trở thành chủ đề gây tranh luận mạnh mẽ kể từ khi công nghệ CRISPR ra đời hơn một thập kỷ trước.

Từ năm 2012, các nhà khoa học đã tìm ra cách tạo ra những phân tử có khả năng cắt chính xác các đoạn DNA mục tiêu, giúp CRISPR nhanh chóng trở thành công cụ phổ biến trong nghiên cứu gene và phát triển các liệu pháp điều trị bệnh di truyền.

Dù vậy, CRISPR không hoàn hảo. Trong nhiều trường hợp, các phân tử chỉnh sửa không tìm đúng vị trí cần tác động hoặc vô tình cắt nhầm những đoạn DNA khác.

Năm 2020, nhóm nghiên cứu của ông Egli tiến hành thử nghiệm CRISPR trên các phôi mang đột biến ở gene EYS - nguyên nhân gây mù di truyền. Kết quả cho thấy chỉ một số phôi được sửa chữa thành công, trong khi khoảng một nửa còn lại xuất hiện các tổn thương nghiêm trọng, bao gồm mất những đoạn DNA dài hoặc thậm chí phá hủy cả nhiễm sắc thể chứa gene mục tiêu.

Công nghệ chỉnh sửa mới giảm đáng kể tổn thương gene

Nhằm khắc phục những hạn chế của CRISPR, năm 2016, nhà di truyền học David Liu tại Đại học Harvard cùng các cộng sự đã phát triển kỹ thuật “chỉnh sửa cơ sở”.

Khác với CRISPR vốn cắt đứt DNA, phương pháp mới chỉ tạo ra một vết cắt rất nhỏ trên một sợi DNA, sau đó hướng dẫn tế bào sửa chữa chính xác vị trí đột biến. Nhờ vậy, nguy cơ gây tổn thương ngoài ý muốn được giảm đáng kể.

Trong nghiên cứu mới, các nhà khoa học tập trung chỉnh sửa hai gene. Gene đầu tiên là PCSK9, liên quan đến nồng độ cholesterol LDL trong máu và nguy cơ mắc bệnh tim mạch. Gene thứ hai là HBG, tham gia quá trình sản xuất hemoglobin ở thai nhi.

Các phân tử chỉnh sửa được đưa vào trứng đã thụ tinh và các phôi hai tế bào được hiến tặng. Kết quả cho thấy nhóm nghiên cứu không phát hiện các tổn thương diện rộng từng xuất hiện khi sử dụng CRISPR.

Nhiều phôi đã được chỉnh sửa thành công ở cả hai gene, thậm chí trong một số trường hợp, hai gene được thay đổi đồng thời trong cùng một phôi.

Tuy nhiên, công nghệ này vẫn chưa đạt độ chính xác tuyệt đối. Một số phân tử chỉnh sửa không tìm được vị trí mục tiêu, khiến các tế bào trong cùng một phôi mang những phiên bản gene khác nhau. Hiện tượng này được gọi là "khảm gene" (mosaicism), có thể dẫn đến các vấn đề sức khỏe nếu phôi phát triển thành trẻ sơ sinh.

Tranh cãi đạo đức vẫn chưa có hồi kết

Dù đánh giá phương pháp mới rất triển vọng, nhiều chuyên gia cho rằng còn quá sớm để nghĩ đến việc ứng dụng lâm sàng.

Paula Amato, chuyên gia về sinh sản tại Đại học Khoa học và Sức khỏe Oregon, nhận định kết quả ban đầu là đáng khích lệ nhưng cần được kiểm chứng thêm khi nghiên cứu được công bố chính thức trên tạp chí khoa học.

Trong khi đó, nhà đạo đức sinh học Ana Iltis thuộc Đại học Wake Forest cảnh báo việc đánh giá độ an toàn của phôi được chỉnh sửa gene không thể chỉ dừng ở việc kiểm tra nhiễm sắc thể.

Bà cho rằng một số tác động có hại có thể chỉ xuất hiện sau khi đứa trẻ được sinh ra.

Nhóm nghiên cứu hiện đang lên kế hoạch thực hiện các thí nghiệm tiếp theo nhằm giảm hiện tượng khảm gene và đánh giá hiệu quả chỉnh sửa trên các phôi phát triển đến khoảng 100 tế bào - giai đoạn thường được các phòng khám hỗ trợ sinh sản đông lạnh và sàng lọc.

Ranh giới mong manh giữa chữa bệnh và "thiết kế em bé"

Một trong những đơn vị tài trợ cho nghiên cứu là Nucleus Genomics, công ty chuyên sàng lọc hàng nghìn rối loạn di truyền trên phôi được tạo ra bằng phương pháp thụ tinh trong ống nghiệm (IVF).

Công ty này không chỉ đánh giá nguy cơ mắc các bệnh như tim mạch hay tiểu đường mà còn phân tích những gene liên quan đến các đặc điểm như chiều cao và trí thông minh.

Chính điều đó khiến nhiều chuyên gia lo ngại rằng công nghệ chỉnh sửa gene có thể vượt ra ngoài mục tiêu chữa bệnh để phục vụ nhu cầu nâng cao hoặc lựa chọn đặc điểm mong muốn cho con cái.

Nhà di truyền học Fyodor Urnov thuộc Đại học California, Berkeley cho rằng việc sàng lọc phôi hiện nay đã là phương pháp an toàn và hiệu quả được áp dụng hàng triệu lần trên thế giới. Theo ông, việc đưa một công nghệ còn nhiều rủi ro chưa được kiểm chứng vào quá trình tạo phôi là điều cần hết sức thận trọng.

Ông cảnh báo rằng khi công nghệ ngày càng hoàn thiện, nó có thể hấp dẫn những người muốn không chỉ ngăn ngừa bệnh tật mà còn tìm cách cải thiện các đặc tính sinh học của con người.

Tuy nhiên, ngay cả khi kỹ thuật này được hoàn thiện, việc tạo ra những đứa trẻ mang các đặc điểm theo ý muốn vẫn là thách thức rất lớn. Phần lớn đặc điểm của con người, từ trí thông minh đến ngoại hình, đều chịu ảnh hưởng của hàng trăm hoặc hàng nghìn gene khác nhau.