Trẻ em của ba cha mẹ

Trẻ em của ba cha mẹ

Alexander Chubenko
"Cơ học phổ biến" №10, 2014

Vào tháng 4 năm 2015, Bộ Y tế Anh dự định hợp pháp hoá việc điều trị các bệnh ty thể di truyền, trong đó một đứa trẻ nhận nhiễm sắc thể hạt nhân từ những bà mẹ và bố mẹ thực sự, và ty thể khỏe mạnh từ tế bào trứng của người hiến tặng. Thật không may, món quà năm mới cho hàng ngàn gia đình từ trò đùa của April Fool này sẽ không hoạt động: sau khi phê chuẩn hành động pháp lý, chuẩn bị cuối cùng cho các thí nghiệm đầu tiên sẽ mất ít nhất vài tháng.

Cuộc tranh luận về sự chấp nhận của phương pháp này đã diễn ra trong nhiều năm. Những người phản đối coi nó là một sự tái sinh của các học thuyết ưu tú, và trẻ em hình thành với nó là biến đổi gen. Nhưng có rất nhiều người ủng hộ phương pháp phòng ngừa các bệnh di truyền nghiêm trọng. Các gen ty lạp thể không ảnh hưởng đến bất kỳ dấu hiệu bên ngoài nào, và tóc đứng ở cuối từ mô tả các triệu chứng của bệnh ty thể.

Ty thể bị khuyết tật

Khoảng 50 (theo các dữ liệu khác – lên đến 150) hội chứng gây ra bởi rối loạn chức năng của ty thể được biết đến. Chúng dẫn đến bệnh tim, chậm phát triển tâm thần, rối loạn thần kinh nghiêm trọng, chứng loạn dưỡng cơ, tiểu đường, mất thị lực, điếc và nhiều vấn đề khác.

Bất thường nhiễm sắc thể và bệnh di truyền gây ra bởi đột biến của một trong khoảng 19.000 gen "làm việc" (tổng hợp protein hoặc RNA) hạt nhân được biết đến khoảng 6000. Trung bình, một trong số chúng xảy ra ở một trong năm đến sáu nghìn trẻ sơ sinh. Kết quả là, một trong hàng trăm trẻ em được sinh ra với các bệnh di truyền ít nhiều ảnh hưởng đến sức khỏe.

Các đột biến trong DNA ti thể có thể gây ra các bệnh di truyền ở người mẹ. Mỗi tế bào người (ngoại trừ tinh trùng và trứng) thường chứa 100-10.000 bản mtDNA, và điều này liên quan đến các đặc điểm của biểu hiện của bệnh ty thể – thường muộn hơn các triệu chứng khởi phát và rất biến đổi của chúng

DNA ti thể (mtDNA) chỉ chứa 37 gen, nhưng các bệnh di truyền liên quan đến nó không ít thường xuyên hơn so với đột biến trong DNA hạt nhân. Năm 2008, các tác giả của một bài báo trên tạp chí American Journal of Human Genetics (Tạp chí Di truyền học người MỹKhi phân tích hệ gen ty thể, hơn 3.000 trẻ sơ sinh phát hiện ra rằng mỗi đứa trẻ thứ 200 (!) đều rõ ràng hoặc ẩn giấu (không thể hiện trong một cuộc kiểm tra định kỳ, nhưng có khả năng nguy hiểm) thay thế các nucleotide trong mtDNA.

Lý do cho tần số cao của bệnh ty thể là đột biến ở mtDNA xảy ra gấp 1000 lần so với nhiễm sắc thể hạt nhân: trong quá trình hoạt động của “các trạm năng lượng tế bào”, một số lượng lớn các gốc tự do được hình thành, nếu cơ chế phân tử tương ứng không trung hòa chúng kịp thời. vi phạm trong vòng mtDNA, bao gồm khoảng 16.500 nucleotide. Và hệ thống sửa chữa hư hại DNA trong ty thể hoạt động kém hơn hạt nhân. Hơn nữa, không giống như các nhiễm sắc thể hạt nhân, thực tế không có DNA “rác” trong ty lạp thể, và một gốc tự do phá vỡ tự do không thể thoát ra thành một phần không đáng kể của bộ gen. Bất kỳ thiệt hại nào đối với các gen ty thể đều đập ngay trên mục tiêu và có thể làm giảm hiệu quả của việc mã hóa trong chúng protein hoặc RNA, hoặc ngừng hoàn toàn sự tổng hợp của chúng. Những thất bại này có thể làm cho phôi không khả thi và dẫn đến sẩy thai, và trong những trường hợp ít nghiêm trọng của bệnh liên quan đến sự gián đoạn của ty lạp thể, di chuyển từ thế hệ này sang thế hệ khác.

Các bệnh ty lạp thể chỉ lây truyền qua đường mẹ, cùng với tế bào chất của trứng: ti thể trong tế bào tinh trùng nhỏ hơn hàng nghìn lần, và chúng không rơi vào trứng, hoặc bị phá hủy bởi sự hình thành phôi thai.Trong quá trình phân chia, ti thể bệnh được truyền đến tế bào con gái, và trẻ em của một phụ nữ bị bệnh với xác suất một trăm phần trăm sẽ được sinh ra với cùng một căn bệnh. Phải làm gì khi bạn tìm hiểu về chẩn đoán như vậy? Ở trẻ con? Hãy nuôi con? Tạo ra một "quan trọng" hình thành bằng cách sử dụng trong ống nghiệm thụ tinh của một nhà tài trợ khỏe mạnh trứng và tinh trùng của chồng của bạn (hoặc làm tương tự, nhưng tự nhiên, với lẫn nhau không tồn tại của cả ba bên)? Hoặc …

Thay thế "pin" trong trứng

Cách dễ nhất để làm điều này là chuyển tế bào chất (chuyển tế bào chất). Đồng thời, trước khi thụ tinh extracorporeal (IVF), một phần của tế bào chất được lấy ra từ tế bào trứng của bệnh nhân, và tế bào chất cho tế bào với ty thể khỏe mạnh được đưa vào vị trí của nó. Việc sử dụng thành công đầu tiên của phương pháp này xảy ra vào năm 1997 tại Viện Y học Sinh sản và Khoa học tại Livingstone (Mỹ, New Jersey). Như các thử nghiệm lâm sàng, kỹ thuật này được lặp lại khoảng 30 lần, nhưng vào năm 2001 FDA (Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ) đã cấm sử dụng, vì kết quả không đủ ổn định để đưa vào thực hành lâm sàng.Ti thể, không giống như nhiễm sắc thể, được phân bố giữa việc phân chia các tế bào một cách ngẫu nhiên, và một số tế bào của phôi thai, và do đó các cơ quan phát triển từ chúng, có thể không được điều trị. Đúng, có một thứ như "du lịch y tế" … Đặc biệt là do các đột biến trong hệ gen ty thể có thể không di truyền, nhưng ngẫu nhiên, và khả năng tăng lên theo độ tuổi. Ngay cả với việc thay thế một phần ti thể (đặc biệt là ở phụ nữ quyết định có con ở tuổi trưởng thành, khi đột biến có thể xuất hiện trong mtDNA), kỹ thuật này có thể làm tăng hiệu quả của IVF, và đồng thời xác suất có con khỏe mạnh.

Thử nghiệm ống trẻ sơ sinh

Sự thụ tinh trong ống nghiệm là một trong những phương pháp để khắc phục vô sinh ở cả phụ nữ và nam giới. Chỉ cần không nhầm lẫn nó với thụ tinh nhân tạo và ectopic, trong đó khái niệm gần như giống như trong tự nhiên!

Trước IVF, một người phụ nữ có kích thích tố được kích thích để sản xuất không phải một, như thường lệ, nhưng một số trứng, chúng được chiết xuất và được đặt trong một dung dịch tập trung của tinh trùng trong vài giờ.Với chất lượng tinh trùng rất kém, phương pháp tiêm tinh trùng nội bào được sử dụng – chúng được đưa vào trứng với sự trợ giúp của mao mạch mỏng nhất. Một vài ngày sau, từ mỗi phôi phát triển trong môi trường dinh dưỡng, một trong vô số tế bào được chiết xuất, phân tích sự hiện diện của các bất thường nhiễm sắc thể và phổ biến nhất hoặc đột biến của một trong các bố mẹ là có hại và hai hoặc ba phôi tương lai được cấy vào tử cung của bệnh nhân. Phải mất hơn ba mươi năm để phát triển phương pháp này – từ những thí nghiệm đầu tiên vào năm 1944 đến sự ra đời của “em bé ống nghiệm” đầu tiên vào năm 1978.

Kết quả ổn định có thể đạt được bằng cách thay thế hoàn toàn tế bào chất với một người hiến tặng, nhưng tế bào trứng sẽ không bị tác động như vậy. Nhưng quá trình ngược lại – sự thay thế hạt nhân của một tế bào trứng của người hiến tặng bằng cốt lõi của bệnh nhân – không phức tạp về mặt kỹ thuật. Đặc biệt là vì "phương pháp Dolly" hoạt động tốt trên nhiều loại động vật. Nhưng – nó trơn tru trên giấy …

Và tất cả mọi thứ đều trơn tru trên chuột, và thỏ, và thậm chí trên con la, nhưng không ai có thể sao chép linh trưởng cho đến gần đây: phôi của chúng với một hạt nhân bị chết đã chết trong giai đoạn đầu bởi vì nhiễm sắc thể trong các tế bào phân chia được phân phối một cách hoàn toàn ngẫu nhiên.Nguyên nhân của "hỗn loạn nhiễm sắc thể" này năm 2003 được các nhà nghiên cứu dẫn đầu bởi Giáo sư Gerald Schatten từ khoa y khoa của Đại học Pittsburgh ở Pennsylvania. Hóa ra, trong các động vật linh trưởng (mà chúng ta thuộc về), cùng với hạt nhân, protein có liên quan chặt chẽ với nhiễm sắc thể và cần thiết cho sự hình thành của trục chính, một mạng lưới vi ống nhỏ gọn kéo dài một cặp nhiễm sắc thể tới các cực của tế bào phân chia, được lấy ra khỏi tế bào trứng "tiếp nhận". Và khi giải nén hạt nhân dự định chuyển sang trứng của người hiến, các protein này cũng bị mất.

Hai phương pháp

Nếu bạn nghĩ tốt, bạn có thể tìm được lối thoát: sử dụng trứng không được thụ tinh như một người hiến tặng nhiễm sắc thể, nhưng đã “mang thai một chút”. Điều chính là không bỏ lỡ thời gian.

Sau khi sự xâm nhập của tinh trùng trước các đối thủ vào tế bào trứng, hạt nhân của chúng, mỗi bộ phận mang một bộ nhiễm sắc thể, còn lại khoảng ba mươi giờ sau khi làm việc chăm chỉ dưới dạng pronuclei – “tiền lõi” – và chỉ sau đó chúng hợp nhất thành một.

Kinh nghiệm tương đối thành công đầu tiên với việc cấy ghép pronuclei giữa trứng người đã được tiến hành bởi một nhóm các nhà khoa học do Doug Turnbull, giáo sư tại Đại học Newcastle, Anh thực hiện.Tương đối, nếu chỉ vì chỉ có mười số không xác định (có thể vài trăm) trứng không được sử dụng sau khi quy trình IVF bắt đầu phân chia (tức là, biến thành phôi thai). Đúng là vào năm 2008, kể từ đó Turnbull và các đồng nghiệp của ông đã nhận được khoảng một trăm phôi khả thi và cho rằng kỹ thuật của họ hiện đã sẵn sàng để đưa vào phòng khám.

Trong khi chờ đợi, một vài ngày sau khi cấy ghép pronuclei, phôi nang – phôi từ một hoặc hai trăm tế bào – phải bị phá hủy. Mặc dù "danh sách chờ đợi" của những phụ nữ mắc bệnh ty thể ở Anh đã có hy vọng đạt được độ phân giải nhanh chóng của các nghiên cứu lâm sàng. Quyết định này đang bị trì hoãn không chỉ vì quan liêu, đạo đức và các vấn đề phi y tế khác, mà còn bởi vì các chuyên gia của Cơ quan thụ tinh và phôi thai không thể quyết định phương pháp nào để giải quyết – điều này hay , sau này được phát triển tại Đại học Oregon (Hoa Kỳ) dưới sự hướng dẫn của người đồng hương của chúng tôi là Shuhrat Mitalipov. Hoặc cả hai cùng một lúc.

Kỹ thuật thứ hai – cấy ghép trục chính – liên quan đến sự trao đổi hạt nhân giữa trứng "trưởng thành",đang ở giai đoạn thứ hai của chứng loạn thần kinh – cách mà chỉ có các tế bào giới tính, cả nam lẫn nữ, phân chia. Kết quả của quá trình multistep phức tạp này là các tế bào tiền thân lưỡng bội, trong đó, giống như tế bào soma, một bộ nhiễm sắc thể hoàn chỉnh (ở người – 23 cặp) được hình thành đầu tiên, hai, cũng lưỡng bội, tế bào phân chia, hình thành bốn tế bào mầm thực tế – haploid, đó là, với một nửa bộ nhiễm sắc thể, một từ mỗi cặp.

Vào cuối giai đoạn cuối cùng của nhiễm sắc thể, khi các nhiễm sắc thể kết hợp đã phân tách và các thành phần xung quanh chúng chưa hình thành, trục phân chia kéo dài các nhiễm sắc thể tới các cực của trứng trưởng thành trong tương lai có thể được loại bỏ cùng với nhiễm sắc thể mà không làm mất các protein cần thiết cho sự hình thành vi ống trong quá trình phân chia tế bào .

Hai kỹ thuật để loại bỏ việc truyền bệnh ty thể sang đứa trẻ
Bài báo của Shukhrat Mitalipov về việc áp dụng thành công phương pháp cấy ghép trục chính của bộ phận đã được công bố trên tạp chí Thiên nhiên vào năm 2012. Các lĩnh vực chính của công việc là phòng ngừa bệnh ty lạp thể và nhân bản điều trị.

Trên đường đến nhân bản

Kỹ thuật phòng chống bệnh ty thể chắc chắn sẽ được chấp thuận cho các nghiên cứu lâm sàng – nếu không phải là mùa xuân tới, sau đó một chút sau đó. Sau đó (hãy hy vọng rằng việc kiểm tra đối với mọi người sẽ thành công) – và để sử dụng trong các phòng khám. Phương thức nào trong hai phương thức hiện có (và có lẽ chưa được xuất bản một phần ba hoặc thứ tư) sẽ thích hợp hơn, thời gian sẽ cho biết. Và các cơ quan cấp phép của các nước khác có lẽ sẽ không muốn rời bỏ sự độc quyền ở Anh: FDA đã thảo luận về khả năng nghiên cứu lâm sàng của phương pháp Mitalipov trong một năm nay.

Về mặt lý thuyết, kỹ thuật này cuối cùng có thể làm cho nhân bản sinh sản của con người có thể. Mặc dù có một ý kiến ​​rằng không có hại trong điều này hoặc bất kỳ ý nghĩa. Nhưng, như một người phụ nữ tràn đầy năng lượng nói, "Tôi sẽ nghĩ về nó vào ngày mai." Hơn nữa, nhân bản của con người bây giờ bị cấm bởi pháp luật không chỉ ở các nước phát triển, mà còn, có lẽ, trên Bờ Biển Ngà. Chỉ trong trường hợp.

Và các nhà nghiên cứu dưới sự lãnh đạo của Shukhrat Mitalipov đang tham gia vào việc cải thiện phương pháp nhân bản điều trị – sản xuất tế bào gốc phôi từ trứng của người hiến tặng và hạt nhân của tế bào da.Văn hóa của bất kỳ mô cơ thể nào từ chúng có thể được sử dụng để điều trị tế bào, cho các cơ quan phát triển tương thích miễn dịch với cơ thể của bệnh nhân, nghiên cứu bệnh di truyền và kiểm tra hiệu quả của các ứng cử viên thuốc.


Like this post? Please share to your friends:
Trả lời

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: