A Crisper story
Crisper/Cas9 lần đầu tiên được mô tả bởi giáo sư Jennifer Doudna là một công cụ thuộc hệ thống miễn dịch thích ứng ở vi khuẩn. Ở thời điểm được công bố, Crisper/Cas9, với 2 ưu thế về độ chính xác và khả năng cắt nhiều vị trí DNA tại cùng thời điểm, gần như đánh bật các công cụ chỉnh sửa DNA trước đó là ZFNs và TALENs. Với tiềm năng chỉnh sửa bộ mã di truyền DNA, Crisper/Cas9 có thể giúp các nhà nghiên cứu không những hiểu thêm về các cơ chế biểu hiện của một gene đặc trưng, mà còn giúp thay đổi các chuỗi DNA mã hóa cho gene bệnh bằng một đoạn nu được thiết kế. Crispr/Cas9 đã được thực hiện trên nhiều đối tượng nghiên cứu khác nhau (E. coli, chuột, khỉ, thực vật,..) và công cụ này được đánh giá là sẽ tạo cách mạng trong lĩnh vực y học.
Tuy nhiên, cũng chính vì khả năng thay đổi bộ genome, nhiều cảnh báo về việc sử dụng Crispr/Cas9 đã được đưa ra. Một bài báo trên tạp chí Nature 10.2015 đã chỉ ra: việc sử dụng công cụ chỉnh sử gene lên phôi người trong lâm sàng bị cấm hoàn toàn ở UK, Canada và Úc. Ở US, nghiên cứu chỉnh sửa gene bị hạn chế và các nghiên cứu liên quan đến hướng này không được nhận fund của từ Quỹ tài trợ liên bang (federal fund). Bài báo này cũng đề cập nhận định của nhà nghiên cứu sinh học phát triển Qi Zhou, rằng mặc dù chính phủ Trung Quốc đã có guildlines cho vấn đề sử dụng công cụ chỉnh sử genome trên phôi người nhưng một vài người không-bao-giờ tuân theo (“The truth is, we have guidelines but some people never follow them”) [1].
Nhưng thực tế ở thời điểm 5.2015, một nghiên cứu dùng Crispr/Cas9 trên phôi người đã được công cố bởi các nhà khoa học Trung Quốc, trong đó họ dùng hệ thống này chỉnh sử gene trên các phôi 3PN (kết quả của NC này là họ thu được những phôi đã nhận đoạn gene β-thalassaemia mong muốn, nhưng kèm với đó là những đoạn gene off-target) [2]. Năm 8.2017, nhóm nghiên cứu của Mitalipov và cs chỉnh sửa gene đột biến MYBPC3 (gây bệnh cơ tim phì đại) trên phôi người và công bố tỉ lệ thành công là 72.2% (13/18 phôi) [3]. Nhóm NC của Zhang thuộc viện MIT đã nghiên cứu thêm về Cas10, Cas12 và Cas13 cũng như phát triển phần mềm giúp thiết kế đoạn đoạn gRNA của chuỗi Crispr. Tetsuya Ishii, một nhà đạo đức sinh học ở ĐH Hokkaido University tin rằng, các quốc gia với tỉ lệ sử dụng kĩ thuật IVF cao sẽ tiên phong trong việc sử dụng công cụ chỉnh sửa gene vào lâm sàng. Và ông cho rằng đó là Nhật Bản, với số lượng trung tâm hiếm muộn nhiều nhất thế giới và bộ luật về chỉnh sửa tế bào dòng mầm vẫn chưa được hiện hành; theo sau là Ấn Độ. Nhưng Ishii đã dự đoán sai.
Lulu và Nana là cặp em bé người Trung Quốc chào đời vào 11.2018. Hai em (khi còn là những tế bào), nhờ vào Crispr/Cas9, được chuyển đoạn DNA trong đó chứa biến thể của gene mã hóa cho CCR5 receptor của T cell có khả năng chống lại sự nhận biết của virus HIV, nhờ đó chống lại nguy cơ lây nhiễm HIV chủng CCR5 trong tương lai. Khi thụ tinh nhân tạo cho noãn của người mẹ, nhóm thực hiện đồng thời chuyển hệ thống Crispr/Cas9 chung với tinh trùng. Project này được chịu trách nhiệm bởi He Jiankui, một nhà vật lý sinh học người Trung Quốc. Theo He Jiankui, hai em bé này đến với thế giới loài người một cách bình an và hiện đã ở ở tổ ấm gia đình với bố mẹ của mình [4]. Nhưng bản thân He Jiankui thì không.
Trong ấn bản Forty years of IVF xuất bản 7.2018, ở mục Repairing the damaged embryo: Crispr/Cas9 technology, nhóm tác giả của Cristina đã đề cập tới một số nghiên cứu công cụ chỉnh sửa gene trong lĩnh vực y sinh sản và tiềm năng của chúng trong việc tạo ra một liệu pháp chữa bệnh, điển hình như chữa bệnh di truyền theo ti thể [5]. Nhóm tác giả nhận định rằng, một khi những vấn đề cốt lỗi của công cụ chỉnh sửa gene (gồm phôi khảm và hiệu ứng off-target) được giải quyết, và nếu những kĩ thuật khác không làm tổn lại bộ genome (như PGD) không mang lại hiệu quả, thì Crispr/Cas9 có thể được cân nhắc trong lâm sàng. Họ cũng tin chắc rằng (undoubtedly expect) lĩnh vực này sẽ phát triển vượt bật trong vòng 5 năm tới.
5 tháng sau khi ấn bản này được công bố, tại hội nghị Human Genome Editing Conference Hongkong vào tháng 11.2018, He Jiankui đã báo cáo kết quả sử dụng thành công công cụ chuyển gene trên trên phôi người và kết quả là Lulu và Nana ra đời. Các data về chuỗi DNA của phôi và thai tại locus CCR5 của project này sau đó được nhà khoa học Fyodor Urnov (Altius Institute for Biomedical Sciences ở Seattle) kiểm chứng lại. Với dữ liệu nhận được, Urnov kết luận với MIT Technology Review rằng đoạn locus này đã được can thiệp chỉnh sửa [6].
Công bố của He đã nổ ra tranh cãi trong công đồng khoa học, đặc biệt ở US và Trung quốc. Hơn 100 nhà nghiên cứu y sinh Trung Quốc (hiện tại đã tăng lên 122) lên án project của He là “Nhảy trực tiếp vào nghiên cứu trên người là điên rồ”. Tetsuya Ishii cho rằng ứng dụng chỉnh sửa gene lên những phôi để giảm nguy cơ lây nhiễm HIV là không phải là một cách tiếp cận chính đáng vì em bé mang thai bởi người mẹ HIV có thể được sinh theo phương thức khác để tránh lây nhiễm. Và trong trường hợp ngày, chỉ có ông bố Mark là dương tính với HIV, người mẹ Grace thì không.
The Southern University of Science and Technology, nơi He công tác, đã sa thải ông vào tháng 2.2019. ĐH Standford cũng đã mở cuộc điều tra của ít nhất 3 nhà khoa học trực thuộc trường về sự liên đới với He [7]. Ngay cả nhà khoa học đoạt giải Nobel Y sinh 2006 là Craig Mello (nghiên cứu về RNA interference, cơ chế bất hoạt gene sau phiên mã và hoạt động matching RNA với DNA tương tự thành phần của Crispr/Cas9) cũng được cho rằng có tham gia cố vấn cho He, dù ông không khuyến khích project này. Các buổi meeting về project được tổ chức bởi He vào 2017 cộng với sự tham gia của nhiều nhà khoa học danh tiếng cho thấy quy mô của project.
He đã mở ra chiếc hộp Pandora của y học sinh sản, dẫn đến rất nhiều câu hỏi và vấn đề phát sinh, cả về mặt kĩ thuật và đạo đức. Tạp chí Nature đã tổng kết lại 6 câu hỏi liên qua đến project, được liệt kê dưới đây:
1. Is He Jiankui in trouble?
2. When will there be another gene-edited human?
3. Will He’s revelations hamper ethical efforts to do germline editing?
4. Are He’s claims accurate?
5. How exactly did CRISPR edit the twins’ genomes?
6. How will scientists ensure better oversight of germline editing in future?
Điều thú vị là khi khảo sát mức độ quan tâm trên Nature cho từng câu hỏi cho thấy, tỉ lệ ở câu 4,5,6, là những câu liên quan đến yếu tố kĩ thuật và triển vọng công cụ chỉnh sửa gene, chiếm đa số (khoảng 26% đối với mỗi câu) so với câu 1,2,3 liên quan đến xã hội (khoảng 7% mỗi câu) [8]. Điều này cho thấy một ý nghĩa khoa học của project chỉnh sửa gene của He Jiankui.
Crispr/Cas9 và chỉnh sửa genome sẽ còn rất nhiều tranh cãi trong năm 2019, năm thứ 41 của IVF. Trong tương lai, đây có thể là niềm hy vọng cho các bệnh nhân với tiền sử bệnh di truyền phải nhận kết quả PGT không khả quan. Nhưng dù sao đi nữa, không ai muốn một Alita phiên bản sinh học với ưu thế gene về IQ học chung với con của mình trong lớp học.
1. https://www.nature.com/articles/d41586-019-00673-1
2. link.springer.com/article/10.1007%2Fs13238–015–0153–5
3. nature.com/articles/nature23305#auth-1
4. youtube.com/watch?v=th0vnOmFltc&t=1s
5. fertstert.org/article/S0015–0282(18)30440–0/fulltext
6. nature.com/articles/d41586–018–07545–0
7. technologyreview.com/s/…/crispr-baby-stanford-investigation/
8. nature.com/articles/d41586–018–07607–3
