Công bố mô hình bào thai người đầu tiên tạo nên từ tế bào da

Hình ảnh cấu trúc iBlastoids.

Cơ hội phát triển các liệu pháp mới

Nhóm nghiên cứu do GS Jose Polo đứng đầu đã thành công trong việc thiết kế lại các nguyên bào sợi và tế bào da thành một cấu trúc tế bào 3 chiều, sở hữu hình thái và phân tử tương đồng với phôi bào của người. Mang tên iBlastoids, cấu trúc này có thể được sử dụng để mô hình hóa các tính chất sinh học của phôi người trong phòng thí nghiệm.

Nghiên cứu này vừa được công bố vào ngày 18/3. Thành tựu này là một bước đột phá đáng kể cho các nghiên cứu trong tương lai về sự phát của con người khi còn là bào thai và nghiên cứu vô sinh. 

iBlastoids sẽ cho phép các nhà khoa học nghiên cứu những giai đoạn rất sớm trong quá trình phát triển của con người và một số nguyên nhân gây vô sinh, các bệnh bẩm sinh và tác động của độc tố và virus lên phôi thai - mà không cần sử dụng phôi nang người và quan trọng là ở quy mô chưa từng có. 

Phòng Thí nghiệm Polo đã thành công trong việc tạo ra iBlastoids bằng cách sử dụng một kỹ thuật gọi là "tái lập trình hạt nhân", cho phép thay đổi nhận dạng tế bào của các tế bào da người. Khi được đặt trong một giàn giáo 3D dạng thạch được gọi là ma trận ngoại bào.

iBlastoids mô hình hóa phôi nang người một cách tổng thể về mặt di truyền và kiến trúc, bên trong bao gồm một cấu trúc giống như khối tế bào, được tạo thành từ các tế bào giống như lá phôi ngoài và được bao quanh bởi một lớp bên ngoài của các tế bào giống ngoại bì lá nuôi.

Theo GS Polo, ở phôi người, lá phôi ngoài tiếp tục phát triển thành phôi thai hoàn chỉnh, trong khi ngoại bì lá nuôi trở thành nhau thai. Tuy nhiên, iBlastoids không hoàn toàn giống với phôi nang. Ví dụ, phôi bào ban đầu được bao bọc trong lớp màng pellucida, một màng có nguồn gốc từ trứng tương tác với tinh trùng trong quá trình thụ tinh và sau đó biến mất. Vì iBlastoids có nguồn gốc từ nguyên bào sợi trưởng thành, chúng không có lớp màng này.

Từ trái qua phải: TS Jia Ping Tan, GS Jose Polo, TS Xiaodong (Ethan) Liu.

Giảm việc sử dụng động vật và phôi người trong nghiên cứu

Hiệp hội Nghiên cứu Tế bào Gốc quốc tế cho biết: “Nếu các mô hình như vậy có thể được phát triển cho phôi thai người giai đoạn đầu, chúng sẽ đem lại những lợi ích tiềm năng to lớn đối với kiến thức về sự phát triển sớm của con người, đối với khoa học y sinh và việc giảm việc sử dụng động vật cùng phôi người trong nghiên cứu”.

Mặc dù chưa có tiền lệ luật pháp nào liên quan đến việc làm việc với các mô hình phôi nang tích hợp tế bào gốc của con người như iBlastoids, tất cả các thí nghiệm đã được Hội đồng Đạo đức của Đại học Monash phê duyệt, đảm bảo tuân thủ luật pháp Úc và các hướng dẫn quốc tế.

Mặc dù iBlastoids khác với phôi nang, Phòng Thí nghiệm Polo đã không tiếp tục nuôi cấy iBlastoids sau ngày 11 trong ống nghiệm và chúng được theo dõi chặt chẽ về sự xuất hiện của các gene liên quan đến dải nguyên thủy.

Nguyên nhân của vô sinh và sẩy thai có thể do phôi người giai đoạn đầu không thể làm tổ hoặc không tiếp tục phát triển tại thời điểm làm tổ. Điều này diễn ra trong 2 tuần đầu tiên sau khi thụ thai, khi phụ nữ thậm chí còn không biết mình đang mang thai. Những ca sẩy thai “thầm lặng” này có khả năng chiếm một tỷ lệ đáng kể trong tổng số các ca sẩy thai xảy ra. Theo GS, việc tạo ra iBlastoids cung cấp một hệ thống mô hình giúp hiểu rõ hơn về giai đoạn đầu của thai kỳ.

GS Ross Coppel, Phó Trưởng khoa Nghiên cứu của Khoa Y tại Đại học Monash lưu ý rằng, khám phá này sẽ phát triển các phương pháp cải tiến cho thụ tinh ống nghiệm, phát triển các quy trình cho liệu pháp gene của phôi và các phương pháp sàng lọc tốt hơn, nhiều thông tin hơn cho các loại thuốc mới.