Nghi vấn về kết quả chỉnh sửa phôi người bằng CRISPR
Những nghi ngờ dậy lên về nghiên cứu chỉnh sửa gen bằng CRISPR trên phôi người
Những nghi vấn đáng xem xét về một bài báo mang tính bước ngoặt tuyên bố rằng các phôi người được cứu thoát khỏi một đột biến gây chết bằng việc chỉnh sửa hệ gen. Trong một bài báo được đăng tải trên bioRxiv hôm 28 tháng 8, một nhóm các nhà khoa học về tế bào gốc và các nhà di truyền nổi tiếng đã đặt câu hỏi liệu đột biến đã thực sự được chỉnh sửa hay chưa, vì thế nghi vấn về kết quả chỉnh sửa phôi người bằng CRISPR đã bắt đầu.
Những lời giải thích trái ngược đang phản biện lại rằng liệu kỹ thuật này rốt cuộc có sửa chữa được đột biến di truyền như đã tuyến bố
Các phôi người giai đoạn tám tế bào từ một nghiên cứu hồi tháng 8 đã báo cáo sự thành thành trong việc sử dụng CRISPR để loại một đột biến gây chết.
Bài báo được công bố trên Nature hôm 2 tháng 8, dẫn đầu bởi nhà sinh học Shoukhrat Mitalipov tại Đại học Khoa học và Y tế Oregon ở Portland, đã mô tả về những thí nghiệm trên hàng chục phôi để sửa chữa một đột biến gây một tình trạng bệnh là phì đại cơ tim.
Khác với các thí nghiệm chỉnh sửa phôi người trước đó, nhóm của Mitalipov đã báo cáo về tỉ lệ thành công cao trong việc chỉnh sửa một đột biến gen gây bệnh. Nhóm đã công bố rằng công cụ chỉnh sửa hệ gen CRISPR-Cas9 có khả năng thay thế một bản sao đột biến của gen MYBPC mang bởi tế bào tinh trùng bằng một bản sao bình thường từ tế bào trứng, thu được một phôi với cả hai bản sao bình thường. Nhóm của Mitalipov cũng đưa vào một phiên bản khỏe mạnh của gen cùng với hệ thống CRISPR, nhưng họ thấy rằng các phôi được chỉnh sửa khác biệt với phiên bản của mẹ.
Minh họa cho việc nhắm đích đột biến mất đoạn GAGT trên gen MYBPC3 bằng các tiêm hệ thống CRISPR-Cas9 vào hợp tử của người ở giai đoạn pha S của chu trình tế bào: Các trứng ở MII được thụ tinh bởi tinh trùng của một bệnh nhân nam với số lượng tinh trùng mang đột biến (MT) bằng số tinh trùng bình thường (WT). CRISPR-Cas9 sau đó được tiêm vào các hợp tử (1 tế bào). Phôi đến giai đoạn 4-8 tế bào được thu để phân tích di truyền. Việc tiêm trong pha S như vậy tạo ra các phôi khảm bao gồm phôi nang chứa đột biến không trúng đích, phôi nang được chỉnh sửa trúng đích bằng nối đầu không tương đồng (NHEJ) và chỉnh sửa trúng đích bằng tái tổ hợp tương đồng (HDR). Nguồn: “Correction of a pathogenic gene mutation in human embryos” bởi Mitalipov và cs. trên Nature (doi:10.1038/nature23305).
Nhưng có một lý do để nghi ngờ là liệu điều đó có thực sự diễn ra, với các luận điểm được đưa ra bởi một nhóm được dẫn đầu bởi Dieter Egli, một nhà khoa học tế bào gốc tại Đại học Columbia, New York và Maria Jasin, một nhà sinh học tiến hóa tại trung tâm ung thư Memorial Sloan Kettering. George Church, một nhà di truyền học tại đại học Harvard ở Boston, Massachusetts là một đồng tác giả khác, mở màn cho những tranh luận về CRISPR chỉnh sửa phôi người.
Trong bài báo trên bioRxiv, Egli và Jasin và các đồng tác giả nói rằng không có một cơ chế sinh học đáng tin tưởng nào để giải thích làm thế nào một đột biến di truyền trong tinh trùng có thể được sửa chữa dựa vào một bản sao gen trong tế bào trứng. Họ cho rằng nhiều khả năng nhóm của Mitalipov đã thất bại trong việc thực sự chữa được đột biến và đã bị lạc vào suy nghĩ của mình rằng đã làm được bằng một thử nghiệm di truyền không đầy đủ. Egli và Jasin đã từ chối bình luận bởi vì họ nói họ đã gửi bài báo của họ cho Nature.
“Bài phản biện của Egli và các cộng sự không đưa ra kết quả mới nào mà thay vào đó lại dựa trên những cách giải thích khác về kết quả của chúng tôi nhờ vào những suy đoán thuần túy,” Mitalipov phát biểu.
Nhà sinh học sinh sản Mitalipov tại đại học Oregon, Portland
Nhưng các nhà khoa học khác đã liên lạc với nhóm tin tức của Nature cũng có chung mối bận tâm giống Egli. Nhà sinh học sinh sản Anthony Perry tại đại học Bath, Vương quốc Anh cho biết sau khi thụ tinh, hệ gen của trứng và tinh trùng tồn tại ở hai cực đối lập của tế bào trứng, và mỗi nhân đơn bội được bao bọc trong vòng vài giờ. Với thực tế này, Perry nói, khiến cho rất khó để CRISPR-Cas9 sửa chữa được đột biến của tinh trùng dựa vào bản sao đúng của trứng, thông qua một quá trình gọi là tái tổ hợp tương đồng. “Rất khó để hình dung ra được rằng tái tổ hợp có thể diễn ra giữa hai genome bố mẹ thông qua một khoảng cách nội bào (tế bào trứng) lớn như thế,” ông nói.
Egli và Jasin đã đưa ra vấn đề này trong bài báo của họ. Họ gợi ý rằng nhóm của Mitalipov đã bị cuốn vào niềm tin rằng họ đã chỉnh sửa chính xác đột biến bằng cách dựa trên một thử nghiệm di truyền vốn không có khả năng phát hiện một kết quả có khả năng cao hơn của thí nghiệm chỉnh sửa hệ gen: rằng CRISPR thay vào đó đã gây ra một đột biến mất đoạn lớn trên gen của bố vẫn chưa được chỉ ra trong thử nghiệm di truyền của họ. Enzyme Cas9 phá vỡ mạch DNA, và các tế bào có thể cố gắng sửa chữa hư hại bằng cách nối tùy tiện, thường dẫn đến mất hoặc thêm những đoạn DNA lớn.
Giải thích như thế có ý nghĩa, Gaétan Burgio nói, một nhà di truyền hoc tại Đại học Quốc gia Australian tại Canberra. “Theo tôi, Egli và cộng sự đã cung cấp một cách thuyết phục một loạt những lý lẽ để giải thích rằng sự sửa chữa đột biến mất đoạn bằng tự sửa chữa là không có khả năng xảy ra.”
Một khả năng khác mà nhóm của Egli đưa ra là phôi đã được hình thành mà không có sự đóng góp di truyền từ tinh trùng, một quá trình gọi là trinh sản. Nhóm của Mitalipov đã chỉ ra rằng genome bố đã xuất hiện chỉ ở 2 trong 6 dòng tế bào gốc phôi được nuôi từ phôi được chỉnh sửa.
Robin Lovell-Badge, một nhà sinh học phát triển tại Viện Francis Crick của London, nói rằng có thể có một cơ chế sinh học “khác lạ hay không ngờ” diễn ra trong phôi người ở giai đoạn rất sớm để giải thích làm thế nào nhóm của Mitalipov chỉnh sửa được gen của phôi như đã công bố. Ông muốn nghe trước hết từ Mitalipov trước khi đưa ra nhận định nào. “Nói đơn giản là chúng ta cần phải biết rõ hơn, chứ không phải là thí nghiệm đó không quan trọng,” Lovell-Badge nói về bài báo của Egli và Jasin.
Trong phát biểu, Mitalipov đã nói rằng nhóm của ông vẫn giữ nguyên kết quả. “Chúng tôi sẽ phản hồi lại phản biện của họ từng điểm một trong một bản tổng quan tương ứng trong một vài tuần nữa.”
Nguồn tin: “Doubts raised about CRISPR gene-editing study in human embryos” bởi Ewen Callaway trên Nature, 31 tháng 8, 2017.
Đọc thêm:
Sử dụng công nghệ CRISPR để thay đổi màu sắc hoa
Iceberg (tổng hợp)
No Responses