Năm 2015, liệu pháp thay thế ty thể (MRT) lần đầu tiên được cấp phép tại Anh. Đây là tin mừng đối với những người phụ nữ mắc bệnh liên quan tới ty thể với mong ước có những đứa con ruột của chính mình. Tuy nhiên, vấn đề có nên ứng dụng MRT trong y học hay không vẫn là cuộc tranh luận gay gắt trong cộng đồng khoa học.

Thiếu nữ trong ảnh là Alana Saarinen (16 tuổi), cô có 1 người bố và 2 người mẹ ruột - Bộ gen của cô được đóng góp từ ba người: 2 bộ gen trong nhân từ cha và mẹ và một bộ gen ty thể từ một người phụ nữ khác.

Ty thể là bào quan với chức năng sản xuất năng lượng cung cấp cho toàn bộ tế bào trong cơ thể thông qua quá trình oxy hóa phosphoryl hóa. Dù hệ gen chỉ chứa 37 gen, nhưng những khiếm khuyết trong ADN ty thể có thể dẫn nhiều căn bệnh nguy hiểm, thậm chí gây tử vong. Nguyên nhân gây bệnh có thể do đột biến ở ADN ty thể hoặc đột biến ở các phân tử ADN trong nhân có mối liên quan đến chức năng của ty thể.

Chưa có thống kê chi tiết về tỷ lệ mắc bệnh ADN ty thể, tuy nhiên, người ta ước tính rằng cứ khoảng 1 trong 4.000 trẻ em được sinh ra sẽ mắc bệnh di truyền ty thể ở một mức độ nghiêm trọng nào đó. Bệnh ty thể thường ảnh hưởng đến các cơ quan có nhu cầu năng lượng cao như mô não, cơ, gan, tim, thận và thần kinh trung ương. Triệu chứng bệnh không đồng nhất về mặt lâm sàng nhưng thường bao gồm điếc, mù, tiểu đường, nhược cơ, suy tim, suy thận và suy gan. Ngoài ra, ngày càng có nhiều bằng chứng cho thấy đột biến ADN ty thể có mối liên quan đến một số bệnh mãn tính như tiểu đường, bệnh tim mạch, và bệnh Parkinson.

Hiện tại, các quy trình điều trị bệnh ty thể còn gặp nhiều hạn chế, do đó, biện pháp hữu hiệu là tìm ra phương pháp phòng ngừa bằng cách loại bỏ khả năng truyền bệnh từ mẹ sang thế hệ con.

Một phương pháp mới có khả năng giải quyết vấn đề vừa nêu, mang tên Công nghệ thay thế ty thể (MRT - mitochondrial replacement technique) - Sử dụng ty thể khỏe mạnh từ người thứ ba để tạo ra một đứa trẻ với vật chất di truyền từ ba người đã ra đời và hứa hẹn là cứu tinh cho những bà mẹ mắc bệnh liên quan đến ty thể.

Alana Saarinen

Alana được sinh ra nhờ phương pháp điều trị vô sinh được gọi là truyền tế bào chất (cytoplasmic transfer) tương tự MRT. Trong 10 năm, cha mẹ cô bé đã tìm đủ mọi cách cách chạy chữa vô sinh bằng kỹ thuật IVF nhưng không có kết quả. Trong nỗ lực cuối cùng, họ tìm đến Viện St. Barnabas ở New Jersey để thử nghiệm kỹ thuật truyền tế bào chất vào trứng (cytoplasmic transfer) với hy vọng rằng ty thể của một người phụ nữ khỏe mạnh khác sẽ giúp cho phôi sống sót, và kết quả là Alana đã ra đời. Hiện nay, cô bé vẫn đang sống một cuộc sống bình thường như bao trẻ em khác và không xuất hiện bất kỳ triệu chứng bệnh nguy hiểm nào.

Bản chất công nghệ MRT là sự thay thế ty thể trong trứng của người mẹ hoặc trong phôi thai bằng ty thể khỏe mạnh từ người thứ ba. Một đứa trẻ sinh ra theo cách này sau đó sẽ mang ADN của ba người khác nhau. Hiện tại có hai cách tiến hành quá trình MRT, phụ thuộc thời điểm trứng được thụ tinh:

Cách 1: Spindle transfer technique

Quy trình:

• Các tế bào trừng từ người mẹ có ty thể bị tổn thương và từ người cho có ty thể khỏe mạnh được thu nhận.
• Loại bỏ nhân chứa phần lớn vật chất di truyền từ cả 2 trứng. Nhân tế bào trứng của người cho bị tiêu hủy.
• Nhân tế bào trứng của người mẹ được cấy vào trứng của người cho (có chứa ty thể khỏe mạnh). Tinh trùng từ người cha sẽ thụ tinh cho tế bào trứng này

Cách 2: Pronuclear transfer (Chuyển tiền nhân )

Quy trình

• Cả tế bào trứng của người mẹ và của người cho đều được thụ tinh bởi tinh trùng người cha để tạo 2 phôi.
• Các tiền nhân – nhân trong quá trình thụ tinh mang phần lớn vật chất di truyền - bị loại bỏ khỏi 2 phôi. Phá hủy tiền nhân của người cho.
• Một phôi khỏe mạnh sẽ hình thành khi cấy tiền nhân của bố mẹ vào trong phôi người cho bằng cách sử dụng xung điện hoặc virus ngưng kết hồng cầu bất hoạt (inactivated hemagglutinating virus of Japan (HVJ)). Quá trình đã thành công trong mô hình chuột với những con chuột con hoàn toàn bình thường.

Tính khả thi của kỹ thuật thay thế ty thể đã được chứng minh trong các mô hình động vật, và kết quả là thế hệ con của động vật linh trưởng (không phải người) đã được sinh ra mà không có biểu hiện bệnh rõ ràng. Thay vì nhắm vào mục tiêu là một đột biến ty thể cụ thể, MRT thay thế gần như toàn bộ ty thể và các ADN ty thể, nhờ vậy nguy cơ di truyền các bệnh liên quan tới ty thể giảm.

Vấn đề an toàn của MRT

Ngày 24/02/2015, một vài tuần sau khi Viện Thứ dân Anh (UK House of Commons) bỏ phiếu ủng hộ cho phép các trung tâm hộ sinh sử dụng MRT, Viện Quý tộc (House of Lords) tiếp tục đồng ý với dự luật này. Sau 3 - 5 năm xem xét tính an toàn và vấn đề đạo đức của phương pháp, Anh là nước đầu tiên cho phép thực hiện phương pháp điều trị MRT. Ngày 29/10/2015, dự luật chính thức có hiệu lực.

Tuy nhiên, quyết định này đã gặp phải nhiều chỉ trích. "Không giống như các phương pháp trị liệu gen thử nghiệm, khi các cá nhân tham gia chấp nhận rủi ro, thì những kỹ thuật đưa trẻ em vào thí nghiệm sinh học làm thay đổi mãi mãi dòng tế bào mầm của con người theo những cách không thể dự liệu. Đây là việc chưa hề có tiền lệ", Marcy Darnovsky, giám đốc điều hành của Trung tâm Di truyền và Xã hội (Center for Genetics and Society), lập luận phản đối.

Trong một báo cáo ngày 03/02/2016, trên kênh PBS News House, Jeffrey Kahn từ Đại học Johns Hopkins và Marcy Darnovsky đã có cuộc thảo luận xung quanh vấn đề này. Kahn phát biểu "Kỹ thuật này phù hợp về mặt đạo đức nhưng các nghiên cứu cần từ từ và thận trọng". "Bệnh ADN ty thể có thể cực kỳ nguy hiểm và có thể truyền lại cho đời con. Những người phụ nữ mắc bệnh không có lựa chọn nào khác để có một đứa con ruột của chính mình”. Không giống ADN trong nhân truyền lại cho thế hệ con từ cả bố và mẹ, chỉ người mẹ mới di truyền ADN ty thể cho các con (cả trai và gái). Việc chữa trị những bệnh di truyền liên quan tới ty thể là bất khả thi, do đó, cách tốt nhất là phòng bệnh. Trước những thắc mắc về vấn đề thay đổi hệ gen và dòng tế bào mầm, ông cho biết thêm: Các nghiên cứu ban đầu chỉ cho phép sử dụng MRT tạo ra phôi nam giới. Vì ADN ty thể chỉ truyền từ mẹ sang con nên sự thay đổi dòng tế bào mầm trong trường hợp này sẽ không xảy ra và không di truyền cho các thế hệ tương lai. Do đó, MRT là an toàn và phù hợp về mặt đạo đức.

Tuy nhiên, một ủy ban Thượng viện Mỹ ngày 19 tháng 5  đã cân nhắc một dự luật kéo dài lệnh cấm liên bang đối với liệu pháp thay thế ty thể, STAT News đưa tin. Các tổ chức hỗ trợ các nghiên cứu liên quan MRT hiện đang tiến hành vận động hành lang Quốc hội yêu cầu dỡ bỏ lệnh cấm này. Như vậy, MRT có tiếp tục được phát triển không vẫn là vẫn đề chưa ngã ngũ.

Tài liệu tham khảo:

1. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4005382/

2. http://www.nejm.org/doi/pdf/10.1056/NEJMp1600893

3. http://www.bbc.com/news/magazine-28986843

4. http://www.pbs.org/newshour/bb/three-parent-dna-treatment-for-rare-defect-raises-debate/

5.http://www.pbs.org/newshour/rundown/report-its-ethical-to-test-embryos-from-dna-of-3-people/

6. http://www.the-scientist.com/?articles.view/articleNo/42277/title/UK-OKs-Three-Parent-IVF/

7.http://www.the-scientist.com/?articles.view/articleNo/46119/title/Bill-Banning-Mitochondrial-Replacement-Therapy-Considered/

Dịch giả Nguyễn Ngọc Nam

Biên soạn Biomedia Việt Nam