Các nhà khoa học tại Đại học Columbia, dẫn đầu bởi nhà di truyền học Dieter Egli, vừa đạt được một bước đột phá quan trọng: họ đã chỉnh sửa DNA của phôi người bằng kỹ thuật chỉnh sửa base với độ chính xác chưa từng thấy, tránh được những tổn thương thảm khốc cho bộ gen mà các thử nghiệm CRISPR trước đây thường gây ra. Công trình được công bố trong tháng này mở ra hy vọng sửa chữa các đột biến gây bệnh di truyền ngay từ giai đoạn phôi, nhưng đồng thời làm sống lại các cuộc tranh luận về đạo đức sinh học liên quan đến khả năng chỉnh sửa gen để chọn lọc các đặc điểm cá nhân hóa. Phương pháp mới đã khắc phục được những hư hại cấu trúc nghiêm trọng thường thấy trong các thí nghiệm CRISPR trước đây.
Thành công với gen PCSK9 và HBG – Bước tiến vượt bậc so với CRISPR
Để kiểm tra độ chính xác, nhóm nghiên cứu đã đưa các trình chỉnh sửa base vào trứng đã thụ tinh và phôi hai tế bào được hiến tặng. Họ nhắm vào hai gen: PCSK9 – liên quan đến nguy cơ cholesterol LDL cao và bệnh tim, và HBG – điều khiển sản xuất hemoglobin ở thai nhi. Các nhà khoa học đã thành công trong việc thay đổi cả hai gen, thậm chí đồng thời trong cùng một phôi, mà không phát hiện ra các tổn thương nhiễm sắc thể lớn như kỹ thuật cũ. Đây là một bước tiến quan trọng giải quyết vấn đề then chốt mà chính phòng thí nghiệm của Egli đã xác định vào năm 2020, khi họ thử nghiệm CRISPR thông thường để sửa một đột biến gây mù di truyền trên gen EYS. Khi đó, một nửa số phôi không thể sửa chữa vết cắt, dẫn đến mất các đoạn DNA dài hoặc phá hủy hoàn toàn nhiễm sắc thể. Trong một cuộc phỏng vấn với The New York Times, Egli đã gọi kết quả trước đây là mang 'hậu quả hoàn toàn thảm khốc', thúc đẩy ông chuyển sang chỉnh sửa base – kỹ thuật do David Liu phát triển năm 2016.
Vấn nạn phôi khảm – Rào cản kỹ thuật cần vượt qua
Tuy nhiên, hiệu quả hiện tại chưa đạt đến mức hoàn hảo. Các phân tử chỉnh sửa đôi khi không tìm đúng mục tiêu di truyền, tạo ra hiện tượng phôi khảm – hay còn gọi là hỗn hợp di truyền. Trong tình trạng này, phôi có các tế bào mang những phiên bản khác nhau của cùng một gen, điều có thể gây ra vấn đề y tế nếu phôi phát triển đến khi sinh. Chuyên gia sinh sản Paula Amato thuộc Đại học Khoa học & Sức khỏe Oregon, người không tham gia nghiên cứu, nhận định phương pháp này 'có triển vọng', nhưng nhấn mạnh tầm quan trọng của việc phân tích dữ liệu cuối cùng khi nghiên cứu, hiện đang trong quá trình phản biện ngang hàng, được công bố trên một tạp chí khoa học. Để giảm thiểu hiện tượng khảm, các bước tiếp theo của nghiên cứu dự kiến thử nghiệm chỉnh sửa trên phôi có khoảng 100 tế bào – giai đoạn mà các phòng khám thụ tinh thường đông lạnh và đánh giá vật liệu di truyền. Nhà đạo đức sinh học Ana Iltis từ Đại học Wake Forest cảnh báo rằng an toàn tuyệt đối đòi hỏi sự xem xét kỹ lưỡng hơn nhiều, vì 'một số tác động có hại tiềm ẩn có thể chỉ trở nên rõ ràng sau khi sinh'.
Tài trợ tư nhân và những tranh cãi về đạo đức
Vì chính phủ liên bang Mỹ không tài trợ cho nghiên cứu phôi người nhằm mục đích nghiên cứu, giai đoạn tiếp theo của thí nghiệm sẽ được tài trợ bởi công ty tư nhân Nucleus Genomics. Giám đốc lâm sàng của công ty, đồng thời là đồng tác giả nghiên cứu, Nathan Treff, lập luận rằng việc sửa chữa các đột biến có hại sẽ mang lại lợi ích cho bệnh nhân thụ tinh trong ống nghiệm, cho phép cấy ghép những phôi thường bị loại bỏ vì lý do y tế. Được thành lập năm 2021, Nucleus Genomics hoạt động trong lĩnh vực sàng lọc bệnh tật và đưa ra dự đoán nguy cơ đối với bệnh tiểu đường và các vấn đề về tim, cũng như phân tích các gen liên quan đến chiều cao và trí thông minh. Công ty đã gây ra tranh cãi dữ dội khi tung ra các quảng cáo trên tàu điện ngầm New York với khẩu hiệu 'hãy có đứa con tốt nhất của bạn' và vấp phải chỉ trích từ các nhà di truyền học vì độ chính xác thấp khi dự đoán chỉ số IQ, cùng với cáo buộc thúc đẩy một nhánh công nghệ sinh học của thuyết ưu sinh. Trưởng bộ phận truyền thông của công ty, Kaitlyn Gallacher, bác bỏ các cáo buộc, khẳng định công ty tự coi mình là 'một con đường tự nhiên để cuối cùng đưa các công nghệ như thế này vào chăm sóc lâm sàng như một phần của nền tảng di truyền rộng lớn hơn – một bộ hoàn chỉnh về “Tối ưu hóa di truyền”'.
Nhà di truyền học phản đối mạnh mẽ
Nhà di truyền học Fyodor Urnov, thuộc Đại học California tại Berkeley, bày tỏ sự phản đối gay gắt đối với việc sử dụng kỹ thuật này trong phôi. Urnov lập luận rằng sàng lọc bất thường thông thường trong thụ tinh trong ống nghiệm, đã được thực hiện an toàn hơn 15 triệu lần kể từ năm 1978, hợp lý hơn nhiều so với việc sử dụng một quy trình mà rủi ro không bao giờ có thể loại bỏ hoàn toàn. 'Những gì họ thực sự làm là cung cấp cho những “người cải thiện em bé” một cuốn sách hướng dẫn cho những cuộc xâm nhập vượt quá giới hạn đạo đức', Urnov viết trong một email gửi tới tờ báo. Tuy nhiên, khả năng thực tế để thay đổi các đặc điểm phức tạp của con người bị cản trở bởi chính sự phức tạp sinh học, vì hầu hết các đặc điểm của con người đều chịu ảnh hưởng của hàng trăm hoặc hàng nghìn gen. Egli chỉ ra rằng việc viết lại nhiều gen đồng thời làm tăng đáng kể khả năng thất bại của quá trình.
Giới hạn sinh học và tương lai của chỉnh sửa phôi
Nhà nghiên cứu ước tính rằng có thể kết hợp thay đổi ba, bốn hoặc có thể năm gen trên cùng một vật liệu một cách an toàn, nhưng kết luận rằng giới hạn chính xác cho sự can thiệp này vẫn cần được xác định bằng các nghiên cứu mới. Viễn cảnh sửa đổi các đặc điểm phức tạp như trí thông minh hay chiều cao vẫn còn xa vời do ảnh hưởng của hàng trăm gen và xác suất cao xảy ra hiện tượng khảm trong nhiều lần chỉnh sửa. Trong khi đó, cuộc tranh luận về đạo đức ngày càng gay gắt: một bên là lời hứa chữa khỏi bệnh di truyền ngay từ trong phôi; bên kia là nỗi lo sợ rằng công nghệ này sẽ bị sử dụng vào mục đích cải thiện di truyền, vượt qua các rào cản đạo đức. Cộng đồng khoa học đang chờ đợi công bố cuối cùng của nghiên cứu, hiện đang trong quá trình phản biện ngang hàng, để đánh giá chặt chẽ hơn các dữ liệu về an toàn và hiệu quả. Cho đến lúc đó, chỉnh sửa base trong phôi người vẫn là một công cụ thử nghiệm, bao quanh bởi hy vọng và tranh cãi.