Đạo lý sinh học trong nhân bản vô tính động vật và người

Các “bản sao” được tạo ra bằng kỹ thuật cloning được gọi là các clone, các clone này giống y hệt nhau về mặt di truyền.[ 3] Nhân bản người và động vật có thể xảy ra trong tự nhiên hoặc n

A MỞ ĐẦU ĐẶT VẤN ĐỀ

Trong vài thập kỷ gần đây, chúng ta đã được chứng kiến nhiều thành tựu quan trọng trong nghiên cứu về nhân bản cũng như những tranh cãi về tính đạo đức trong nghiên cứu lĩnh vực này Nghiên cứu về nhân bản trang bị cho chúng ta những hiểu biết về quá trình hình thành cơ thể sinh vật từ một tế bào đơn lẻ và quá trình các mô/tạng khỏe mạnh thay thế các mô/tạng bị tổn thương trong các cơ thể trưởng thành, mang lại cho nhân loại hy vọng chữa được nhiều bệnh mãn tính và nan giải mà hiện nay chưa có biện pháp điều trị hiệu quả

Mặc dù những lợi ích của nhân bản thật to lớn nhưng những hiểm họa

mà nó mang lại không thể lường trước được Nhân bản vô tính không những gặp nhiều trở ngại trong kỹ thuật nhân bản mà còn vấp phải sự phản đối về mặt đạo đức và luân lí Chúng ta nên có thái độ như thế nào đối với sự nhân bản ở người? Đó là một câu hỏi đòi hỏi chúng ta phải nghiêm túc suy nghĩ

Đây thực sự là vấn đề đã và đang gây nên nhiều tranh cãi trong các

quốc gia và trên toàn thế giới Đó là lí do tôi chọn đề tài tiểu luận “ Đạo lý sinh học trong nhân bản vô tính động vật và người”

B NỘI DUNG

I KHÁI NIỆM VÀ KỸ THUẬT NHÂN BẢN VÔ TÍNH

1 Khái niệm về nhân bản vô tính

Nhân bản (cloning) là tạo ra “bản sao” của một tế bào hoặc một sinh vật Các “bản sao” được tạo ra bằng kỹ thuật cloning được gọi là các clone, các clone này giống y hệt nhau về mặt di truyền.[ 3]

Nhân bản người và động vật có thể xảy ra trong tự nhiên hoặc nhân tạo Đây là một hình thức sinh sản đặc biệt mà kết quả là tạo ra các cơ thể giống hệt nhau về gen Có hai kiểu nhân bản động vật là nhân bản phôi (nhân bản từ các tế bào phôi) và nhân bản vô tính từ các tế bào trưởng thành Nhân bản phôi người và động vật có thể xẩy ra trong tự nhiên hoặc nhân tạo (các trường hợp sinh đôi cùng trứng là ví dụ điển hình của nhân bản phôi người và động vật trong tự nhiên) còn nhân bản vô tính từ các tế bào trưởng thành chỉ có thể xảy ra trong phòng thí nghiệm

Trong nhân bản vô tính từ một tế bào trưởng thành, “bản sao” (clone)

sẽ là một động vật giống y chang “bố/mẹ” về mặt di truyền “Bố/mẹ” này chính là động vật cho nhân tế bào lưỡng bội để nhân bản Nhân bản vô tính có thể thực hiện được với các tế bào có nhân lưỡng bội lấy từ phôi, thai, hoặc từ một động vật trưởng thành, thậm chí có thể từ các mô đông lạnh [3,6]

2 Kỹ thuật nhân bản

Nhân bản phôi động vật (cloning) hiện nay dùng một trong 3 kỹ thuật sau: Phân tách các tế bào blastomere (blastomere separation), chia cắt phôi túi (blastocyst division) và kỹ thuật chuyển nhân tế bào thân (somatic cell nuclear transfer)

2.1 Nhân bản phôi bằng phân tách các tế bào blastomere (blastomere seperation):

Đầu tiên trứng và tinh trùng được thụ tinh trong ống nghiệm tạo thành phôi Phôi này được nuôi cấy cho phát triển đến giai đoạn 2 hoặc 4 tế bào (mỗi tế bào trong khối 2 hoặc 4 tế bào này được gọi là một blastomere) Đến giai đoạn này người ta tách bỏ màng bọc phôi và chuyển phôi vào một môi trường đặc biệt làm cho các blastomere tách rời nhau ra Mỗi blastomere này sau đó được nuôi cấy riêng biệt cho phép hình thành nên một phôi Phương pháp này có thể tạo ra tối đa là 4 phôi bản sao giống hệt phôi ban đầu về mặt

di truyền Mỗi phôi mới được tạo ra bằng phương pháp này sau đó có thể đem cấy vào tử cung một “mẹ nuôi” cho phép phôi phát triển thành thai nhi trong quá trình mang thai của “mẹ nuôi” Trong kỹ thuật này, các cá thể “bản sao” vẫn mang bộ gen lưỡng bội có nguồn gốc từ hai bố-mẹ.[3,6]

2.2 Nhân bản phôi bằng chia cắt phôi túi (blastocyst division)[3,6]

Đầu tiên trứng và tinh trùng cũng được thụ tinh trong ống nghiệm tạo thành phôi Nhưng khác với kỹ thuật phân tách blastomere, phôi này được nuôi cấy cho phân chia tới khi tạo thành blastocyst Lúc này người ta chia cắt blastocyst đó thành 2 phần và cấy vào hai nửa đó vào tử cung của một “mẹ nuôi” Qua quá trình mang thai tự nhiên, hai nửa blastocyst này phát triển thành hai cá thể sinh đôi giống hệt nhau Cũng như các “bản sao” được tạo ra bằng kỹ thuật phân tách blastomere, các “bản sao” được tạo ra trong kỹ thuật chia cắt blastocyst cũng mang bộ gen lưỡng bội có nguồn gốc từ hai bố-mẹ

2.3 Nhân bản bằng chuyển nhân tế bào thân (Nuclear Transplanation)

Để nhân bản bằng kỹ thuật chuyển nhân cần có hai tế bào, một tế bào trứng và một tế bào cho Qua thực nghiệm thấy trứng chưa thụ tinh phù hợp nhất cho kỹ thuật này vì dường như nó dễ dàng dung nạp nhân cho hơn Tế

bào trứng phải được loại bỏ nhân, quá trình này làm mất đi hầu hết thông tin

di truyền của trứng Bằng các kỹ thuật khác nhau, tế bào thân được đưa về giai đoạn G0 (pha không hoạt động) khi đó hoạt động sinh học của tế bào thân được “tắt” nhưng tế bào không chết Ở trạng thái này nhân tế bào thân đã sẵn sàn được trứng chấp nhận Đặt nhân tế bào cho vào trong tế bào trứng đã loại nhân Sau đó tế bào trứng được kích thích phát triển thành phôi trên in vitro

và được đưa vào tử cung “mẹ nuôi” cho phát triển thành thai Nếu tất cả các khâu trong quá trình này được thực hiện một cách chính xác, một bản sao hoàn hảo của động vật cho nhân sẽ ra đời

Nếu trứng được dùng trong quy trình này được lấy từ cùng cá thể cho nhân tế bào thân, kết quả sẽ là một phôi vô tính thừa hưởng toàn bộ vật chất

di truyền của cá thể đó (cả DNA nhân và DNA ty thể) bởi vì DNA ngoài nhân (DNA ty thể) có nguồn gốc từ bào tương tế bào trứng của cơ thể “mẹ” Nhiều

“bản sao” có thể được tạo ra bằng cách chuyển các nhân giống nhau vào các trứng lấy từ một cơ thể cho duy nhất Nếu các nhân tế bào thân và trứng lấy từ các cá thể khác nhau, chúng sẽ không hoàn toàn giống cơ thể cho nhân vì các

“bản sao” sẽ khác ở một số gen ty thể [3,5]

* Tóm tắt quy trình nhân bản bằng phương pháp chuyển nhân gồm các bước sau:

1 Lấy tế bào trứng của cơ thể “mẹ”, hút bỏ nhân đơn bội

2 Lấy tế bào thân trưởng thành (máu, da …) của cá thể sẽ nhân bản, đồng bộ hóa chu trình tế bào của tế bào này, hút lấy nhân lưỡng bội

3 Đưa nhân lưỡng bội vào trong trứng đã hút bỏ nhân nói trên (bằng tiêm trực tiếp hoặc bằng kích thích xung điện) để tạo nên “hợp tử” hay “phôi

vô tính”

4 Kích thích để “hợp tử” tiếp tục phát triển và phân chia tạo nên khối blastocyst

5 Sau đó khối blastocyst này có thể được:

+ Nuôi cấy trong labo nhằm để lấy tế bào gốc, qua đó có thể tạo ra các clone tế bào gốc phôi mang gen giống với cơ thể cho tế bào thân (Mục đích nhân bản trị liệu)

+ Hoặc đem cấy vào tử cung của một “mẹ nuôi” để cho phát triển thành bào thai, qua đó có thể tạo nên một “bản sao” giống hệt cơ thể cho nhân tế bào thân (Mục đích nhân bản vô tính động vật/người)

H: Quy trình chung nhân bản vô tính người và động vật

Như vậy, vật liệu của nhân bản phôi bằng kỹ thuật phân tách blastomere và phân chia blastocyst là phôi được thụ tinh bằng kỹ thuật thụ tinh trong ống nghiệm (có sự tham gia của trứng và tinh trùng) còn vật liệu của nhân bản bằng kỹ thuật chuyển nhân tế bào là các “phôi vô tính” được tạo

ra bằng cách chuyển nhân một tế bào thân sang một tế bào trứng đã hút bỏ nhân Cả phôi thụ tinh nhân tạo và phôi được tạo ra bằng kỹ thuật chuyển nhân tế bào thân đều là các tế bào gốc toàn năng, có khả năng phát triển thành một cơ thể hoàn chỉnh Khác với nhân bản bằng kỹ thuật phân tách blastomere và phân chia blastocyst, các động vật được nhân bản bằng kỹ thuật chuyển nhân tế bào thân chỉ mang vật liệu di truyền của một bố hoặc

mẹ [3]

2.4 Nhân bản vô tính (reproductive cloning) người và động vật có vú

Nhân bản vô tính, còn gọi là nhân bản DNA trưởng thành, là một dạng sinh sản vô tính nhân tạo dựa trên kỹ thuật nhân bản Kỹ thuật nhân bản vô tính được dùng với mục đích tạo ra một “bản sao” giống hệt một động vật

hoặc một người đang tồn tại Kỹ thuật này đã được dùng để nhân bản cừu và

các động vật có vú khác [web1,2]

Nhân bản vô tính người và động vật được thực hiện dựa trên kỹ thuật chuyển nhân tế bào thân Quy trình này bắt đầu bằng việc thay thế nhân đơn bội của một tế bào trứng bằng nhân lưỡng bội lấy từ một tế bào thân của cá thể hoặc phôi sẽ được nhân bản Trứng này sau đó được kích thích cho phép phân chia hình thành blastocyst Sau đó cấy blastocyst này vào tử cung của một “mẹ nuôi” cho phát triển thành thai và cho ra đời một cá thể Cá thể này

sẽ là một “bản sao” của cá thể đã cho nhân tế bào DNA trong nhân tế bào của

cá thể “bản sao” được thừa hưởng chỉ từ một bố/mẹ (bản gốc) duy nhất Cho

tới nay có hai kỹ thuật chuyển nhân được dùng trong nhân bản vô tính động vật:

6 ngày và cuối cùng được đặt vào tử cung “mẹ nuôi” cho phát triển thành thai

và sinh sản như bình thường Kỹ thuật tạo ra cừu Dolly có tỷ lệ thành công là 1/277 [web5]

H: Quy trình nhân bản cừu Dolly

* Kỹ thuật Honolulu

Kỹ thuật này được Teruhiko Wakayama và Ryuzo Yanagimachi ở đại học tổng hợp Hawai giới thiệu năm 1998 Kỹ thuật của Honolulu hiệu quả hơn nhiều (thành công 3 lần trong mỗi 100 lần thực hiện) so với kỹ thuật của Roslin (thành công 1 lần trong 277 lần thực hiện)

Wakayama thực hiện đồng bộ hóa chu trình tế bào bằng phương pháp khác với Wilmut Wilmut dùng tế bào tuyến vú, một tế bào phải được đưa vào giai đoạn G0 Wakayama ban đầu dùng ba loại tế bào: các tế bào Sertoli (tế bào lát ống tinh hoàn), các tế bào não, và các tế bào gò trứng (cumulus cells) Bình thường trong cơ thể cả hai loại tế bào Sertoli và tế bào não đã được duy trì ở pha G0 và các tế bào gò trứng hầu như luôn ở pha G0 hoặc G1 (trạng thái ngủ hay tình trạng ẩn dật)

Các trứng chuột chưa thụ tinh được dùng để nhận nhân cho Sau khi loại bỏ nhân, đưa nhân tế bào cho vào trong tế bào trứng bằng tiêm nhân trực tiếp Nhân của tế bào cho được lấy ngay trong vài phút khi tế bào thân được lấy từ cơ thể chuột Khác với kỹ thuật Roslin, kỹ thuật Honolulu không nuôi cấy tế bào thân Sau một giờ, tế bào trứng chấp nhận nhân mới Trứng được

để yên thêm 5-6 giờ nữa rồi đưa vào ủ trong môi trường nuôi cấy hóa học (có chứa chất cytochalasin B) để khởi động tế bào phân chia Môi trường này có vai trò giống shock điện nhưng diễn ra êm ái hơn và ít gây tổn thương tế bào hơn Sau khi được khởi động, trứng này sẽ phát triển thành phôi, phôi này sau

đó được cấy vào tử cung “mẹ nuôi” cho mang thai và sinh nở bình thường

Kỹ thuật Honolulu thành công nhất với các tế bào gò trứng (cumulus cell), vì lý do này các nghiên cứu chủ yếu tập trung vào sử dụng tế bào này

Kỹ thuật Honolulu được cho là ưu việt hơn kỹ thuật Roslin và đã được ứng dụng rộng rãi để nhân bản vô tính các động vật khác.[web5,6]

Một số khác biệt giữa kỹ thuật Roslin và Honolulu

Tế bào cho:

- Là tế bào tuyến vú,

cần được đưa về giai

đoạn G0

- Được nuôi cấy nhân

lên ngoài cơ thể

Tế bào cho:

- Là tế bào tự nhiên đã ở trạng thái ngủ (giai đoạn G0 hoặcc G1): các tế bào cumulus, tế bào não, tế bào sertoli

- Dùng ngay, không nuôi cấy ngoài cơ thể

- Đưa nhân tế bào

cho vào tế bào nhận

bằng shock điện

- Đưa nhân tế bào cho vào tế bào nhận bằng tiêm trực tiếp

- Hoạt hóa tế bào

phân chia phát triển

thành phôi bằng

shock điện

- Hoạt hóa tế bào phân chia phát triển thành phôi bằng ủ trong môi trường hóa học có chứa cytochalasin B

II NHÂN BẢN VÔ TÍNH Ở ĐỘNG VẬT

1 Một số thành tựu trong nhân bản vô tính động vật [3]

1959 - Thỏ ra đời bằng kỹ thuật thụ tinh trong ống nghiệm

1968 - Edwards và Bavister thụ tinh trứng người trên in vitro

1979 - Karl Illmensee công bố nhân bản được ba con chuột từ một phôi

ban đầu

1984 - Steen Willadsen nhân bản thành công cừu từ các tế bào phôi

bằng kỹ thuật chuyển nhân tế bào phôi

1986 - Steen Willadsen nhân bản một con bò từ các tế bào phôi một

tuần tuổi đã biệt hóa

1993 - Bò được tạo ra bằng cách chuyển nhân từ các tế bào phôi nuôi

cấy

1996 - Ian Wilmut và Keith Campbell ở viện Roslin, Scotland nhân bản

thành công cừu Dolly từ các tế bào tuyến vú của một con cừu mẹ [web5]

H: Tiến sĩ - Ian Wilmut và chú cừu Dolly

1997- các nhà khoa học đã nhân bản được chuột Cumulina là một loại

chuột nhà màu nâu quen thuộc Cumulina được nhân bản vô tính từ những tế bào trưởng thành tại ĐH Hawaii Cô chuột mẹ đã sống đến trưởng thành, sinh thêm hai chú chuột con, trước khi lìa đời vào tháng 5/2000

1998 - Ryuzo Yanagimachi, Toni Perry, và Teruhiko Wakayama ở đại

học Hawaii công bố đã nhân bản thành công 50 chuột từ các tế bào đã trưởng thành

1999 - Khỉ Rhesus cái Tetra được nhân bản bằng phân chia các tế bào

phôi sớm

2001- Nỗ lực đầu tiên của các nhà nhân bản học là nhân bản vô tính

một loài bò rừng sắp bị tiệt chủng, tên là Noah Noah đã được nhân bản tại

Mỹ, nhưng đã chết sau khi chào đời 48 giờ.[web7]

2002 - Thỏ và mèo được nhân bản từ các tế bào trưởng thành Chú mèo

nhân bản CopyCat đã chào đời vào năm 2002, tại Texas Với một chú mèo đực bình thường, CopyCat đã làm mẹ của ba chú mèo khác vào tháng 9/2006

2003 - Cừu Dolly chết ngày 14 tháng 2 năm 2003 vì bệnh phổi và khớp

trầm trọng khi được 6 tuổi trong khi một con cừu bình thường sống được 12 năm Việc nhân bản vấp phải vấn đề lão hóa

5/2003, Chú ngựa tên

Prometeap, phiên bản nhân

bản vô tính đầu tiên của loài

ngựa được sinh ra tại

Ý.[web11]

4/8/2005: nhóm các nhà khoa học Hàn Quốc do Giáo sư Woo Suk

Hwang, Seoul National University đứng đầu đã loan báo rằng họ đã tạo dòng

Chú ngựa tên Prometeap sinh tại Ý (Ảnh: BBC)

thành công 2 chó săn Afghan bằng kỹ thuật chuyển nhân tế bào da trưởng thành vào tế bào trứng chín in vitro

H: chó săn Afghan sinh ra nhờ nhân bản vô tính

[web 18]

30/11/2006, Nhóm nghiên cứu của TS Bùi Xuân Nguyên, Viện Công nghệ sinh học (Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam) đã thành công trong tạo phôi nhân bản vô tính thực hiện trên các loài chuột, trâu, bò, gấu, lợn, khỉ

và sao la

2007 - Các nhà khoa học Mỹ đã nhân bản thành công chuột từ tế bào

gốc của chuột trưởng thành được lấy từ da của loài gặm nhấm này [web 16]

H: Hình ảnh chuột nhân bản từ tế bào gốc lấy từ da

11/2008, các nhà khoa học Nhật Bản đã thành công trong việc tạo chuột sống từ mẫu chuột chết cách đó 16 năm [web 21]

H: Mẫu chuột để đông lạnh sau 16 năm

H: Hậu duệ của chuột chết

2008- Các nhà khoa học Anh lần đầu tiên nhân bản được 12 cái phôi từ những con khỉ trưởng thành

Những bước đột phá công nghệ đã cho phép các nhà khoa học Anh lần

đầu tiên nhân bản được 12 cái phôi từ những con khỉ trưởng thành Công trình

nghiên cứu này do Shoukhrat Mitalipov, một nhà khoa học gốc Nga tại Trung tâm Nghiên cứu Động vật Linh trưởng Quốc gia Oregon - tại Beaverton, Anh, chủ trì [ web 20]

06/08/2008- Hàn Quốc nhân bản thành công chó vô tính Các nhà khoa

học thuộc miền Nam Hàn Quốc vừa mới công bố họ đã thành công trong việc nhân bản những chú chó vô tính đầu tiên trên thế giới [web 19]

H: Các nhà khoa học Anh lần đầu tiênnhân bản được 12 cái

phôi từ những con khỉ trưởng thành (Ảnh: www.grg.org)

H: Bà Bernann McKinney ôm trên tay một trong số chú chó nhân bản vô

tính (Ảnh: Koreatimes.co.kr)

22/4/2009 các nhà

khoa học Hàn Quốc thông

báo đã nhân bản vô tính một

con lợn để lấy các cơ quan

nội tạng đã biến đổi gen cấy