Tinh trùng của con người đã được tạo ra trong phòng thí nghiệm như thế nào?

Trải qua một dự án kéo dài 20 năm, nhóm các nhà nghiên cứu ở Pháp cho biết họ đã nuôi cấy thành công tinh trùng của con người và chuột phòng thí nghiệm, bắt đầu từ các tế bào tinh hoàn gọi là spermatogonia (tinh nguyên bào). Các nhà nghiên cứu Nhật Bản đã phát triển tinh trùng chuột vào năm 2011, và những nhà nghiên cứu đến từ Trung Quốc cũng thực hiện được điều đó vào đầu năm nay, nhưng nhóm chuyên gia Pháp cho biết họ là những người đầu tiên có thể tạo ra tinh trùng người. "Đó chỉ mới là 20% của quá trình", Philippe Durand đến từ Kallistem - một công ty ở Lyon (Pháp) - đơn vị đang theo đuổi dự án, cho biết.

Năm ngoái, Kallistem nhận được một bằng sáng chế cho kỹ thuật này, nhưng điều đó vẫn chưa đủ sức thể thuyết phục đối với những người hoài nghi. Tuy nhiên giờ đây, công trình nghiên cứu nhằm tạo ra tinh trùng chuột và người trong phòng thí nghiệm đã được xuất bản trên tạp chí khoa học Biology of Reproduction, phần nào khẳng định mức độ tin cậy của kết quả thu được.

Chia sẻ về mục đích thực hiện dự án, Kallistem cho biết họ muốn giúp đỡ những người đàn ông không thể sản xuất tinh trùng do điều trị ung thư khi họ còn nhỏ, biện pháp thường mang đến tác dụng phụ không mong muốn là phá hủy các spermatogonia. Bằng cách thu thập và đông đá các mẫu sinh thiết có chứa spermatogonia trước quá trình điều trị ung thư, kỹ thuật mới có thể tạo ra tinh trùng từ các tế bào này trong tương lai, bất cứ khi nào họ quyết định có con.

Một quá trình kéo dài 72 ngày

Durand và các đồng nghiệp của ông đã cố gắng chứng minh tính khả thi của ý tưởng, bằng cách tạo ra tinh trùng từ việc sử dụng mô tinh hoàn của chuột trẻ, đại diện cho các chàng trai sẽ được hưởng lợi từ kỹ thuật này. Và để đạt được thành tích tương tự đối với các tế bào của con người, Durand đã lấy các mô được hiến tặng từ những người trải qua liệu pháp điều trị bằng hormone, phương thức có thể làm thoái hóa mô tinh hoàn trở thành trạng thái giống như trước tuổi dậy thì.

Theo tiến sĩ Durand, chìa khóa của vấn đề nằm ở một thiết bị gọi là Bioreactor mang các bó của tiểu quản sinh tinh - cấu trúc nằm bên trong tinh hoàn có chứa nguyên bào tinh - “đóng gói” thành một xi lanh nhỏ chứa chất gel lỏng gọi là chitosan. Chất gel này ở dạng xốp, do đó cho phép không khí khuếch tán vào và thoát ra khỏi tế bào. "Nó có tính thẩm thấu, cho phép oxy và carbon dioxide lưu thông vào trong và ra ngoài các tế bào", Durand nói. Ngoài ra, loại gel này còn có tác dụng ngăn chặn vi khuẩn.

Hình dáng của tinh trùng sau gần 50 ngày hình thành và phát triển

Sau khi niêm phong đầu các xi-lanh của thiết bị nói trên nhằm giữ cho tế bào không thoát ra, các nhà nghiên cứu ngâm chúng vào trong hỗn hợp chứa các chất dinh dưỡng, vitamin, hormone và các chất kích thích tăng trưởng. Các chất này sau đó khuếch tán vào các tế bào và giúp chúng trưởng thành. Quá trình này kéo dài 72 ngày. Cuối cùng, xi lanh được lấy ra, chitosan hòa tan và tinh trùng phát triển một cách bình thường khỏe mạnh cũng được chiết xuất.

Durand cho rằng hệ thống hoạt động vì các bó kể trên đã cho phép tinh nguyên bào tiếp xúc thường xuyên với một loại tế bào được tìm thấy trong tinh hoàn, được gọi là tế bào Sertoli, giúp nuôi dưỡng và thúc đẩy chúng trưởng thành.

Mặc dù ngay khi công bố, nghiên cứu đã được chào đón như một bước tiến mới trong y học, song nó vẫn chưa thể thuyết phục được các nhà nghiên cứu khác. "Nghiên cứu này thật đáng khích lệ, nhưng các tế bào được cô lập không hoàn toàn giống như tinh trùng trưởng thành hoặc chưa trưởng thành", theo ông Jacob Hanna thuộc Viện Khoa học Weizmann ở Rehovot (Israel), người cũng đang cố phát triển tinh trùng người trong phòng thí nghiệm. "Mặc dù vẫn nghĩ nghiên cứu này không kém quan trọng, nhưng việc phát triển tinh trùng con người bên ngoài cơ thể hoàn toàn không được chứng minh trong nghiên cứu này", ông nói.

Đã có đủ bằng chứng?

Hanna cho rằng nghiên cứu trên được thực hiện và dựa vào phép so sánh giữa các đặc tính vật lý của tinh trùng phát triển trong phòng thí nghiệm, so với với tinh trùng khỏe mạnh tự nhiên, đồng thời thừa nhận các hoạt động trong một số gen liên kết với các giai đoạn khác nhau, trong sự trưởng thành của tinh trùng.

Tuy nhiên theo ông, những so sánh này không đủ để chứng minh các tế bào trong phòng thí nghiệm được phát triển một cách đầy đủ, thành những tinh trùng khỏe mạnh. Ông cho rằng phép so sánh nên thực hiện là giữa ADN và các dấu hiệu khác. Để giúp cho tuyên bố của mình thêm chặt chẽ, nhóm nghiên cứu sẽ phải chứng minh tinh trùng tạo ra có thể thụ tinh cho trứng, và có thể thực hiện điều đó trên chuột chẳng hạn.

Trong khi đó, Durand cho biết các xét nghiệm để thực hiện điều đó đang được tiến hành. Ông cũng cho biết thêm về việc so sánh các đặc tính vật lý của tinh trùng phát triển bình thường trong phòng thí nghiệm đã đủ bằng chứng. Dù có hay không việc tạo ra tinh trùng trong phòng thí nghiệm, Kallistem hiện đã có sự chuẩn bị của họ cho các thử nghiệm lâm sàng được thực hiện với ANSM - cơ quan được ủy quyền cho việc đánh giá các lợi ích và rủi ro liên quan đến việc sửu dụng dược phẩm ở Pháp. Nếu mọi việc suôn sẻ và có đủ tiền tài trợ, các thử nghiệm có thể thực hiện kéo dài trong khoảng 4 năm, Durand nói.

Tham khảo: NewScientist