nhân bản vô tính và công nghệ tế bào gốc Cloning Stem Cell Technology

Khái niệm cơ bản về nhân bản, tế bào gốc Nhân bản động vật thực trạng và thách thức 1. Nhân bản vô tính Nhân bản vô tính hay còn g?i là tạo dòng vô tính là quá trình tạo ra một tập hợp các cơ thể giống hệt nhau về mặt di truyền và giống bố hoặc mẹ ban đầu bằng sinh sản vô tính Sinh sản vô tính là quá trình sinh sản không kèm theo tái tổ hợp di truyền. Sinh sản hữu tính có diễn ra tái tổ hợp di truyền Hiện tượng sinh sản vô tính rất phổ biến ở thực vật, tuy nhiên cũng xảy ra ở động vật (song sinh cùng trứng ở người Nhân bản vô tính được ứng dụng trong bảo tồn nguồn gen và các động vật có giá trị, quý hiếm

nh©n b¶n v« tÝnh vµ c«ng nghÖ tÕ bµo gèc

Cloning & Stem Cell Technology

Nội dung

Khái niệm cơ bản về nhân bản,

tế bào gốc

Nhân bản động vật - thực trạng và thách thức

1 Nhân bản vô tính

Nhân bản vô tính hay còn g i là tạo dòng vô tính ọi là tạo dòng vô tính

là quá trình tạo ra một tập hợp các cơ thể giống hệt

nhau về mặt di truyền và giống bố hoặc mẹ ban đầu

bằng sinh sản vô tính

Sinh sản vô tính là quá trình sinh sản không kèm theo tái tổ hợp di truyền Sinh sản hữu tính có diễn ra tái tổ hợp di truyền

Hiện t ợng sinh sản vô tính rất phổ biến ở thực vật, tuy nhiên cũng xảy ra ở động vật (song sinh cùng trứng ở ng ời

Nhân bản vô tính đ ợc ứng dụng trong bảo tồn nguồn gen và các động vật có giá trị, quý hiếm

Sinh s¶n h÷u tÝnh

Sinh s¶n v« tÝnh

Somatic cell nuclear transfer-SCNT

ChuyÓn nh©n tÕ bµo soma

Sinh sản đơn tính-Trinh sản

(Gr., = virgin birth; ovum develops into new individual without fertilization)

1785: Bác sỹ ngoại khoa người Ailen John Hunter thực hiện ca

thụ tinh nhân tạo đầu tiên ở người.

1944: John Rock và Miriam Menkin thực hiện ca thụ thai trong

ống nghiệm một trứng người đầu tiên trên thế giới.

1973: Landrum Shettles tiến hành các thử nghiệm thụ tinh

trong ống nghiệm tại Columbia Presbyterian Hospital, bang New York Cấp trên của ông đã đóng cửa phòng khám và các bệnh nhân đã kiện bệnh viện.

1978: Các nghiên cứu của Robert Edward và của Patrick

Steptoe đã thành công: em bé ống nghiệm đầu tiên chào đời, Louise Brown.

1990: Alan Handyside và nhóm nghiên cứu của ông thực hiện

thành công ở phôi một chẩn đoán trước khi cấy ghép, cho phép tìm

thấy một căn bệnh gắn với nhiễm sắc thể X.

1997: Ra đời cừu Dolly, động vật có vú đầu tiên được tạo ra từ

phương pháp sinh sản vô tính Con người bắt đầu đóng vai của Chúa.

1998: Các nhà nghiên cứu của trường đại học Wisconsin lần

đầu tiên tạo ra được các tế bào gốc phôi, mở ra con đường cho sự sản xuất “theo nhu cầu” các mô cho cấy ghép.

Tháng 1.2002: Một nhóm nghiên cứu ở bang Texas thực hiện

sinh sản vô tính lần đầu tiên một con mèo sau khi đã từ chối thực hiện làm một con chó vô tính.

Tháng 12.2003: Tại Mỹ và Italy, các nhà nghiên cứu thông báo

rằng các thí nghiệm về sinh sản vô tính người đang được tiến hành Tuy nhiên, đây chẳng qua chỉ là một trò đùa.

Tháng 10.2003: Tại Trung Quốc, các bác sỹ thông báo sự thụ

thai đầu tiên bằng kỹ thuật “chuyển nhân” Nhân của trứng của một nữ bệnh nhân vô sinh được cấy vào trong trứng đã được loại bỏ nhân của một phụ nữ khác Phương pháp này rất giống với sinh sản vô tính đã vấp phải sự phản đối kịch liệt.

Tháng 12.2003: Các nhà nghiên cứu của bệnh viện nhi Boston

tạo ra các tinh trùng từ các tế bào gốc và sử dụng chúng để tạo ra một phôi.

Tháng 2.2004: Các nhà khoa học Hàn Quốc tạo ra các tế bào

gốc phôi từ một phôi người thu được bằng phương pháp sinh sản vô

tính.

Tháng 3.2004: Một nhà nghiên cứu của trường đại học Harvard

Tháng 4.2004: Một nhóm nghiên cứu người Nhật Bản thông báo sự ra

đời của một con chuột nhắt không cần bố mà chỉ cần các trứng từ chuột mẹ

Đây là kỹ thuật tự sản, một cơ chế sinh sản mà người ta từng cho rằng không thể thực hiện ở động vật có vú.

Tháng 6.2004: Các nhà nghiên cứu của một bệnh viện đa khoa

Chicago tách 12 dòng tế bào gốc của các phôi người có chứa các bất thường về gien Phát hiện này đã thúc đẩy nghiên cứu về các phương pháp chữa trị các loại bệnh di truyền.

Tháng 9.2004: Một phụ nữ người Bỉ cho ra đời một em bé sau khi

được tiến hành tự ghép mô trứng được trữ lạnh từ trước Đây là thực nghiệm đầu tiên thuộc loại này.

Tháng 1.2005: Một phụ nữ Rumani 66 tuổi sinh con Bà là người phụ

nữ già nhất sinh con.

Tháng 5.2005: Nhóm nghiên cứu người Hàn Quốc của tiến sỹ Hwang

Woo-suk khẳng định đã sử dụng các phôi người bắt nguồn từ sinh sản vô tính

để tạo ra các tế bào gốc theo nhu cầu của các bệnh nhân bị các loại bệnh khác nhau.

Tháng 8.2005: Các nhà nghiên cứu người Hàn Quốc khẳng định đã tạo

ra được chó sinh sản vô tính đầu tiên.

Tháng 11.2005: Một ban điều tra của Hàn Quốc đã chứng minh rằng

tiến sỹ Hwang Woo-suk gian lận các kết quả của mình và vi phạm các nguyên tắc đạo đức nghề nghiệp.

1952, T King vµ R Briggs (Mü)

Một số thành tựu về nhân bản động vật

Dr Ian Wilmut

in Roslin, Scotland

Nh©n b¶n cõu Dolly

Những động vật nhân bản

8 calves from 1cow (Nara, Japan, 1998 ) PPL Therapeutics, 2000

Texas A & M Uni, 2001

Những động vật nhân bản

Quebec, Canada, 2002

Milan, Italia, 2003

Dự định làm:

gấu trúc (Panda) voi Mammoth (mastodons)

hổ Tasmanian (Thylacine)

Những động vật nhân bản

 Tỷ lệ thành công rất thấp (d ới 2%, 227 thai/cừu Dolly, sống đ ợc 6 năm, trong khi bình th ờng cừu sống 15-16 năm)

 Chết yểu (70%, ví dụ bò NBVT ở Pháp tồn tại hơn 1 tháng , lợn đột tử vì bệnh tim)

 Dị dạng (bào thai quá lớn, ở bò NBVT 60 kg so với 45

kg ở bò th ờng)

 Béo phì (chuột NBVT tr ởng thành)

 Thoái hoá sớm (tuổi thọ chuột NBVT bằng 1/2 so với chuột th ờng, cừu Dolly 5 t ởi bị viêm khớp, trong khi bình

th ờng phảI 10-11 tuổi mới bị)

 Gây nguy hiểm cho ng ời mẹ (tình trạng chết yểu và dị

Những khiếm khuyết, nguy hiểm tiềm tàng

ở động vật nhân bản

Nhân bản khỉ và ng ời bằng SCNT là không khả thi - Tại sao?

- Tạo đ ợc 716 phôi khỉ Rhesus bằng SCNT, nh ng không có phôi nào phát triển hơn nữa

- Rối loạn nhiễm sắc thể (gấp đôi, kết hợp kỳ lạ, không có)

- Thiếu ít nhất 2 protein vận động (motor protein), khiến nhiễm sắc thể phân bố ngẫu nhiên

- Các protein trên liên kết chặt chẽ với nhiễm sắc thể trong trứng khỉ Khi chuyển nhân, các protein đó đã bị loại

Dads deliver More

than just DNA

Delivering spermatozoan rna to the oocyte

RNA tinh trùng đ ợc đ a vào trứng

Ostemeier GC, Miller D, Huntriss

JD, Diamond MP, Krawetz SA

(2003)

(2003) Nature Nature 429:154

Các RNA này phải có mặt tr ớc khi tế bào hợp tử đơn

(single fertilized zygote) phân chia thành 4, rồi thành 8 Chỉ khi đó genome phôi mới đ ợc hoạt hoá

400 gen hoạt động khác th ờng

ở chuột nhân bản

Humpherys D et al Proc Natl Acad Sci USA

99(20):12889-94 (2002).

Nghiên cứu 10 000 gen ở phôi

và nhau thai bằng microarray,

phát hiện 4% số gen (400 gen)

có biểu hiện khác lạ (tăng

hoặc giảm quá mức)

Nguyên nhân gây nên những

khiếm khuyết ở ĐVNB

ë chuét nh©n b¶n Oct4 vµ 10 gen cã liªn quan

IFNt, Sox-2, hCG, Utf-1 and

was also reported to regulate other downstream genes like

Creatine kinase B

Genome vµ proteome ë tÕ bµo ph«I

Tuyªn bè cña c¸c nhµ khoa häc,

nh÷ng Ng êi trong cuéc

Schatten G, Prather R, Wilmut I.

Cloning claim is science fiction, not science

Nh©n b¶n lµ viÔn t ëng chø kh«ng ph¶I lµ khoa häc

Seminar ”Human Cloning Issues in All Its Aspects for the United Nations” hosted

by the Genetic Policy Institute, held at the

LHQ trì hoãn lệnh cấm nhân bản ng ời trên toàn cầu

Vấn đề đau đầu: hơn 50 n ớc (Costa Rica, M , ỹ,

Vấn đề đau đầu: hơn 50 n ớc (Costa Rica, M , ỹ, Philippines ) mu n m t hi p ốn một hiệp ước toàn cầu cấm mọi ột hiệp ước toàn cầu cấm mọi ệp ước toàn cầu cấm mọi ước toàn cầu cấm mọi c toàn c u c m m i ầu cấm mọi ấm mọi ọi

Philippines ) mu n m t hi p ốn một hiệp ước toàn cầu cấm mọi ột hiệp ước toàn cầu cấm mọi ệp ước toàn cầu cấm mọi ước toàn cầu cấm mọi c toàn c u c m m i ầu cấm mọi ấm mọi ọi hình thức nhân bản; nhóm khác (B , Anh, Trung Qu c ) ỉ, Anh, Trung Quốc ) ốn một hiệp ước toàn cầu cấm mọi

hình thức nhân bản; nhóm khác (B , Anh, Trung Qu c ) ỉ, Anh, Trung Quốc ) ốn một hiệp ước toàn cầu cấm mọi ủng hộ nhân bản "điều trị“.

07.11.2003 - V i 80 phi u thu n, 79 phi u ch ng, và 15 ớc toàn cầu cấm mọi ếu thuận, 79 phiếu chống, và 15 ận, 79 phiếu chống, và 15 ếu thuận, 79 phiếu chống, và 15 ốn một hiệp ước toàn cầu cấm mọi

07.11.2003 - V i 80 phi u thu n, 79 phi u ch ng, và 15 ớc toàn cầu cấm mọi ếu thuận, 79 phiếu chống, và 15 ận, 79 phiếu chống, và 15 ếu thuận, 79 phiếu chống, và 15 ốn một hiệp ước toàn cầu cấm mọi phi u tr ng, ếu thuận, 79 phiếu chống, và 15 ắng, Đại hội đồng Liên Hợp Quốc tại New York Đại hội đồng Liên Hợp Quốc tại New York ột hiệp ước toàn cầu cấm mọi đồng Liên Hợp Quốc tại New York i h i ng Liên H p Qu c t i New York ợp Quốc tại New York ốn một hiệp ước toàn cầu cấm mọi ại hội đồng Liên Hợp Quốc tại New York

phi u tr ng, ếu thuận, 79 phiếu chống, và 15 ắng, Đại hội đồng Liên Hợp Quốc tại New York Đại hội đồng Liên Hợp Quốc tại New York ột hiệp ước toàn cầu cấm mọi đồng Liên Hợp Quốc tại New York i h i ng Liên H p Qu c t i New York ợp Quốc tại New York ốn một hiệp ước toàn cầu cấm mọi ại hội đồng Liên Hợp Quốc tại New York

đã b phi u thông qua vi c trì hoãn b t cứ l nh c m ỏ phiếu thông qua việc trì hoãn bất cứ lệnh cấm ếu thuận, 79 phiếu chống, và 15 ệp ước toàn cầu cấm mọi ấm mọi ệp ước toàn cầu cấm mọi ấm mọi

đã b phi u thông qua vi c trì hoãn b t cứ l nh c m ỏ phiếu thông qua việc trì hoãn bất cứ lệnh cấm ếu thuận, 79 phiếu chống, và 15 ệp ước toàn cầu cấm mọi ấm mọi ệp ước toàn cầu cấm mọi ấm mọi nhân b n ngản người nào trên toàn cầu cho đến năm 2005 ười nào trên toàn cầu cho đến năm 2005.i nào trên toàn c u cho ầu cấm mọi đếu thuận, 79 phiếu chống, và 15 n n m 2005.ăm 2005

nhân b n ngản người nào trên toàn cầu cho đến năm 2005 ười nào trên toàn cầu cho đến năm 2005.i nào trên toàn c u cho ầu cấm mọi đếu thuận, 79 phiếu chống, và 15 n n m 2005.ăm 2005

Quan điểm của Việt Nam

 9/1/2003, Ng ười Phát ngôn Bộ Ngoại giao Việt Nam- i Phát ngôn B Ngo i giao Vi t Nam- ộ Ngoại giao Việt Nam- ại giao Việt Nam- ệt Nam-

bà Phan Thuý Thanh: vi c nhân b n vô tính ng ệt Nam- ản vô tính người ười Phát ngôn Bộ Ngoại giao Việt Nam- i vào mục đích sinh s n là vô đ o đ c Vi t Nam ản vô tính người ại giao Việt Nam- ức Việt Nam ệt Nam-

ng h vi c so n th o m t khung pháp lý qu c t ,

ủng hộ việc soạn thảo một khung pháp lý quốc tế, ộ Ngoại giao Việt Nam- ệt Nam- ại giao Việt Nam- ản vô tính người ộ Ngoại giao Việt Nam- ốc tế, ế, trong đó có nh ng quy ph m pháp lý m nh m ững quy phạm pháp lý mạnh mẽ ại giao Việt Nam- ại giao Việt Nam- ẽ

nh m ngăn c m hoàn toàn vi c nhân b n vô tính ằm ngăn cấm hoàn toàn việc nhân bản vô tính ấm hoàn toàn việc nhân bản vô tính ệt Nam- ản vô tính người

ng ười Phát ngôn Bộ Ngoại giao Việt Nam- i vào m c đích sinh s n Tuy nhiên, vi c s ục đích sinh sản Tuy nhiên, việc sử ản vô tính người ệt Nam- ử

d ng k thu t nhân b n vào m t s m c đích nh ục đích sinh sản Tuy nhiên, việc sử ỹ thuật nhân bản vào một số mục đích như ật nhân bản vào một số mục đích như ản vô tính người ộ Ngoại giao Việt Nam- ốc tế, ục đích sinh sản Tuy nhiên, việc sử ư nghiên c u khoa h c, ch a b nh đ ph c v cho ức Việt Nam ọi là tạo dòng vô tính ững quy phạm pháp lý mạnh mẽ ệt Nam- ể phục vụ cho ục đích sinh sản Tuy nhiên, việc sử ục đích sinh sản Tuy nhiên, việc sử con ng ười Phát ngôn Bộ Ngoại giao Việt Nam- i là đi u có th tính t i ều có thể tính tới ể phục vụ cho ới

 Pháp lệnh dân số (số 06-2003/PL-UBTVQH11) và Nghị định 12/2003 của Chính phủ về sinh con theo

ph ơng pháp khoa học đ có những quy định nghiêm ã

cấm nhân bản vô tính ng ời

 Nhân bản vô tính đ đạt đ ợc một số kết quả b ã

ớc đầu ở một vài loài động vật, tuy vậy kỹ thuật này còn rất nhiều khiếm khuyết và các vấn đề nan giải về mặt khoa học.

 Nhân b n vô tính ng ản vô tính người ười Phát ngôn Bộ Ngoại giao Việt Nam- i nhằm mục đích sinh sản là phi khoa học, phi đạo đức và hoàn toàn không khả thi Mọi hoạt động có liên quan phải bị nghiêm cấm trên toàn cầu

 Có thể xem xét và cho phép nghiên cứu tế

bào gốc nhằm m c đích khoa h c và ch a ục đích sinh sản Tuy nhiên, việc sử ọi là tạo dòng vô tính ững quy phạm pháp lý mạnh mẽ

b nh ệt Nam-

Quan điểm của Viện CNSH

2 Tế bào gốc (stem cell)

Quan niệm kinh điển về tế bào gốc là các tế bào

có h ớng biệt hóa xác định ví dụ các tế bào gốc máu, gốc thần kinh,

Quan niệm mới về tế bào gốc

Tế bào gốc (stem

cell) là những tế

bào có khả năng

phân chia liên tục

trong nuôi cấy và

phát triển thành

Bone graft

Multipotential stem cell

Ph¸t sinh ph«i (embryogeneSis)

TÕ bµo toµn n¨ng

Khèi tÕ bµo v¸ch trong

Cã hai d¹ng tÕ bµo gèc:

- TÕ bµo gèc ph«i (embrionic stem cell)

- TÕ bµo gèc soma (somatic stem cell) vÝ dô

tÕ bµo gèc tñy x ¬ng, tÕ bµo gèc thÇn kinh

Ngoµi ra cßn cã sù ph©n lo¹i:

- TÕ bµo gèc toµn n¨ng (totipotent stem cell) Mét tÕ bµo gèc toµn n¨ng cã thÓ ® îc cÊy vµo d¹ con vµ cho ra mét c¬ thÓ hoµn chØnh

- TÕ bµo gèc ®a n¨ng (pluripotent stem cell)

cã thÓ biÖt hãa thµnh c¸c tÕ bµo kh¸c

TÕ bµo gèc ph«i h÷u tÝnh

(Embryogenic Stem Cells)

TÕ bµo gèc ph«i h÷u tÝnh

(Embryogenic Stem Cells)

TÕ bµo toµn n¨ng Tói ph«i

Khèi tÕ bµo v¸ch trong TÕ bµo mÇm gèc

TÕ bµo gèc ®a n¨ng nu«i cÊy

TÕ bµo gèc ph«i nh©n b¶n v« tÝnh

(somaclonal embryogenic Stem Cells)

Khèi tÕ bµo v¸ch trong

Tói ph«i

TÕ bµo gèc ®a n¨ng

nu«i cÊy

TÕ bµo toµn n¨ng CÊy chuyÓn nh©n tÕ bµo

th©n thÓ (soma)

Dung hîp

TÕ bµo trøng bá nh©n

The Inner Cell Mass is the Source of Embryonic Stem Cells

Những ứng dụng của tế bào gốc

- Nghiên cứu cơ bản Các tế bào gốc phôi đóng vai trò quan trọng trong nghiên cứu quá trình phát triển của phôi ng ời, quá trình biệt hóa tế bào

- Nghiên cứu mô hình bệnh lý, nghiên cứu chức năng gen

- Trong y học tái tạo: tái tạo da, tái tạo mô cơ x

ơng

Hứa hẹn của nghiên cứu tế bào gốc

Phát triển d ợc phẩm

và thử nghiệm độc tính

Thí nghiệm nghiên cứu triển khai và kiểm soát gen

TB tiểu đảo tuyến tuỵ

Tế bào gốc đa năng nuôi cấy

TB cơ tim

TB thần kinh Tuỷ x ơng

Mô/tế bào cho trị liệu

ChuyÓn gen ë chuét qua tÕ bµo gèc ph«i