Cart is empty 
CRISPR-cas9 do Jennifer Doudna, Đại học California tại Berkeley, USA và Emmanuelle Charpentier, sinh ra tại Pháp, hiện nay làm việc tại Đại học Y khoa Hannover, Đức và Đại học Umea – Thụy Điển là hai nữ khoa học gia phát triển công cụ này.
CRISPR là viết tắt của cụm từ Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, bản chất là một nhóm chuỗi DNA tìm thấy trên bộ gen của sinh vật nhân nguyên thủy như vi khuẩn, cổ vi sinh vật.
1. Công nghệ chỉnh sửa gen CRISPR cas9 là gì?
Công nghệ chỉnh sửa gen CRISPR cas9 là một kỹ thuật tiên tiến trong sinh học phân tử và đã được xem là bước đột phá của kỹ thuật thao tác trên AND bộ gen. Các chuyên gia cho rằng nó sẽ làm thay đổi cuộc sống và có tiềm năng tạo ra một cuộc cách mạng trong y học, khoa học cơ bản và nông nghiệp.
Mặc dù kỹ thuật này được phát triển đầu tiên vào năm 2012, nhưng kể từ năm 2015, công nghệ CRISPR mới phát huy hiệu quả và bắt đầu làm biến đổi nền khoa học, đồng thời châm ngòi cho cuộc tranh luận công khai, làm cho nó trở thành tiến bộ khoa học xuất sắc nhất trong những năm vừa qua.
Công cụ chỉnh sửa gen gọi là CRISPR (nhóm các đoạn ngắn đối xứng lặp lại thường xuyên – clustered regularly interspaced short palindromic repeats) được lấy từ một protein của sinh vật nhân nguyên thủy như vi khuẩn, cổ vi sinh vật, cho phép các nhà khoa học cắt và dán các phần ADN cụ thể, mở đường cho các phương pháp điều trị hay chữa bệnh mới cho các bệnh di truyền.
Bộ CRISPR gồm 3 thành phần: Một bộ mã RNA bắt cặp đặc hiệu với phần đoạn gen đích cần sửa; một enzyme (bản chất là một protein được gọi là cas-protein làm trợ lý của CRISPR cas = CRISPR-associated); và một đoạn gen mẫu cần thay thế cho đoạn gen lỗi sẽ bị cắt bỏ.
2. Cơ chế chỉnh sửa gen của CRISPR:
Bước “tìm bạn”: bộ mã RNA tìm và bắt cặp với một mảnh DNA cần sửa.
Bước cắt bỏ đoạn lỗi: Men cas cắt bỏ đoạn lỗi trong DNA cần sửa.
Bước chèn ghép đoạn DNA mẫu: CRISPR chèn đoạn DNA thay thế đoạn lỗi đã bị cắt đi
Theo cơ chế tự sửa chữa của tế bào, đoạn DNA sau khi bị cắt sẽ được hàn gắn lại theo 2 con đường: con đường ghép nối không tương đồng (non-homologous end joing NHEJ và con đường sửa chữa tái tổ hợp tương đồng (homology directed repair – HDR). Con đường sửa chữa NHEJ sẽ tạo ra các đột biến mất hoặc mất nucleotide, trong khi con đường sửa chữa HDR sử dụng khuôn mẫu có trình tự tương đồng ở khớp nối nên bảo toàn được trình tự DNA. Thông qua cơ chế cắt và nối DNA này các nhà khoa học có thể thêm, xoá, thay đổi trình tự DNA trong hệ gen. Công cụ CRISPR được ví như một chiếc “kéo sinh học” giúp các nhà khoa học có thể dung làm “phẫu thuật phân tử” nhờ khả năng cắt một cách chính xác tại vị trí mong muốn và từ đó giúp chỉnh sửa hệ gen trong tế.
3. Ứng dụng của CRISPR:
Bác sĩ Lou Staudt gọi CRISPR-cas9 là một công nghệ biến hình, khi chúng ta biết được những phân tử truyền tín hiệu trong tế bào bị bất thường, chúng ta có thể nghĩ đến việc sửa gen sinh ra phân tử đó và có thể sản xuất thuốc chữa ung thư.
Lab của Bác sĩ Lou sử dụng CRISPR để xác định các phân tử có thể phát triển thành thuốc điều trị ung thư: lab thuộc trung tâm nghiên cứu ung thư thuộc viện ung thư quốc gia Hoa Kỳ (NCI) đang xây dựng thư viện gồm 9000 gen có khả năng phát triển thành thuốc (potentially druggable genes). Lab của ông đang tìm những gene cần thiết cho quá trình tăng sinh và sinh tồn của tế bào ung thư lympho, dùng CRISPR để có thể ức chế các gen gây tăng sinh và kích thích các gen gây chết tế bào theo chương trình hoạt động để kiểm soát tế bào ung thư.
CRISPR khác các công cụ sửa gen thế hệ cũ ở đặc điểm cơ bản là các công cụ sửa gen thế hệ cũ chỉ có thể ức chế hoạt động của gen bị sửa, còn CRISPR có cả khả năng đó và thêm khả năng có thể tăng cường hoạt động của gen được sửa.
CRISPR còn được dùng để hiểu quá trình một tế bào lành biến thành tế bào ung thư, tế bào ung thư tiến hóa để lẩn tránh hệ miễn dịch, kháng lại các biện pháp điều trị. CRISPR có thể giúp tìm và khóa gen trong tế bào ung thư tham gia cơ chế kháng thuốc, hoặc tăng nhạy cảm của tế bào ung thư với thuốc.
Chúng ta hình dung nếu dùng được CRISPR khóa gen gây kháng hóa chất và/hoặc xạ trị rồi dùng hóa chất/xạ trị với liều thấp hơn hiện nay vẫn có thể chữa khỏi ung thư với độc tính gần như không đáng kể? Hoặc, CRISPR có thể biết được trước cơ chế kháng thuốc điều trị, và loài người chủ động phát triển các thuốc tiếp theo sớm để quản lý bệnh ung thư chủ động hơn?
6/11/2019: hai bệnh nhân ung thư đầu tiên được thử nghiệm dùng CRISPR ( 01 bệnh nhân đa u tủy xương, 01 bệnh nhân ung thư mô mềm). Bs Edward Stadtmanuer thuộc Đại học Pennsylvania, nghiên cứu viên chính, giáo sư Trung tâm ung thư cho biết, nghiên cứu đang thử nghiệm chỉ đánh giá tính khả thi và an toàn của liệu pháp tế bào đã được biến đổi gen bằng công cụ CRISPR (CRISPR-generated gene cell) truyền cho bệnh nhân ung thư. CRISPR có thể biến đổi bộ gen tế bào miễn dịch trong cơ thể bệnh nhân ung thư thành siêu quyền lực, có “hỏa lực” mạnh để tấn công, tiêu diệt tế bào ung thư, tăng khả năng sinh sản cũng như thời gian sống trong cơ thể lâu hơn để tiêu diệt được nhiều tế bào ung thư hơn. Hàng trăm triệu tế bào miễn dịch đã được sửa gen này đóng vai trò là thuốc sống trong cơ thể bệnh nhân để tiêu diệt tế bào ung thư. Các bệnh nhân được truyền tế bào vào tháng 1,4,8 cho đến thời điểm báo cáo 11/2019 bệnh nhân không có triệu chứng đáng kể nào của tác dụng phụ. Bước tiếp theo của thử nghiệm đã được tiến hành trên 18 bệnh nhân ung thư (sẽ chọn ung thư hắc tố, ung thư mô mềm, hoặc đa u tủy xương). Laurie Zoloth – Nhà đạo đức học y-sinh thuộc Đại học Chicago, thành viên phản biện trong Hội đồng đạo đức y sinh của Viện sức khỏe quốc gia Hoa Kỳ (NIH) ủng hộ những thành công ban đầu của nghiên cứu và có lưu ý rằng “hãy tiến hành thử nghiệm một cách thận trọng trên nhóm nhỏ bệnh nhân và KHÔNG được phóng đại những thành tựu, phải nói đúng thực tế mà phương pháp này bộc lộ trên thực tế bệnh nhân thử nghiệm”.
Ngoài Đại học Pennsylvania, còn có khoảng 5-6 thử nghiệm dùng CRISPR để điều trị một số bệnh/rối loạn tại Châu Âu, Mỹ, Canada.
02 thử nghiệm đang được tiến hành bởi sự hợp tác của CRISPR Therapeutic of Cambridge, MA và Vertex Pharmaceuticals, MA, USA điều trị hai bệnh lý rối loạn huyết học là bệnh tế bào sickle (Sicle cell disease) và bệnh beta-thalassemia. Bệnh nhân beta-thalassemia đầu tiên được điều trị bằng áp dụng CRISPR tại Đức, bệnh nhân thứ 2 cũng tại Đức, các bệnh nhân sau tại London, Toronto…Những bệnh nhân bệnh tế bào Sickle cell sẽ được truyền tế bào đã sửa gen dùng CRISPR tại San Antonio, New York, Nashville.
Có 01 thử nghiệm nữa đang tiến hành để điều trị bệnh mù di truyền được tài trợ bởi công ty Editas Medicine at Boston, MA. Đây là thử nghiệm đầu tiên sử dụng CRISPR sửa gen ngay tại những tế bào vẫn đang nằm trong cơ thể người bệnh (các thử nghiệm trên bệnh nhân ung thư là lấy tế bào miễn dịch của bệnh nhân ra rồi sửa gen, sau đó truyền lại cho bệnh nhân, quá trình sửa gen được tiến hành trong phòng thí nghiệm).
Một số thử nghiệm điều trị ung thư khác đã và đang được tiến hành tại các trung tâm ung thư thuộc Texas, New York.
Trung Quốc ngấm ngầm dùng CRISPR thử nghiệm điều trị ung thư đã nhiều năm và chưa công bố bất cứ thông tin gì.
4. Mặt trái của CRISPR:
Cơ hội để lũng đoạn thao tác gen người ?
Đó chính là những hứa hẹn. Tuy nhiên, người ta cũng nghi ngờ việc chỉnh sửa gen sẽ lại mở ra hướng đi ngược lại với ý tưởng ban đầu : Đó là việc tạo ra những siêu nhân và những đứa trẻ được « đo ni, đóng giày » dành cho những ai có đầy đủ khả năng phương tiện hưởng dịch vụ này.
Không chỉ thực hiện trên các động vật, nhiều nhà nghiên cứu đang nghĩ đến mở rộng các thí nghiệm trên tế bào người. Nhiều phòng nghiên cứu tư nhân kết hợp với các trường đại học lớn tại Hoa Kỳ để tiến hành các dự án thao tác gen người. Chẳng hạn như phòng nghiên cứu y sinh eGenesis, với sự hợp tác của đại học Havard, đặc biệt với Giáo sư David Sinclair, chuyên gia người Úc chuyên về điều trị chống lão hóa, hy vọng có thể lấy được mẫu tế bào từ buồng trứng chưa trưởng thành để nuôi cấy cho đến khi diễn ra quá trình phân bào. Tiếp đến, áp dụng kỹ thuật CRISPR trên những tế bào này để chỉnh sửa ADN của gen đột biến BRCA1, thủ phạm gây chứng ung thư buồng trứng.
Mục tiêu hiển nhiên của thí nghiệm này là để tạo ra một phôi có khả năng sống được, nhưng đã được xóa hẳn lỗi di truyền về chứng ung thư buồng trứng từ bệnh nhân. Nhưng thí nghiệm này cũng thể hiện rõ một mục đích sâu xa hơn, nhóm nghiên cứu muốn chứng minh là có khả năng « tạo ra những đứa trẻ » không mang gen đặc biệt nào có liên quan đến một chứng bệnh bẩm sinh.
Nếu chúng ta có thể chỉnh sửa ADN ngay từ lúc noãn bào hay tinh trùng, những tế bào này rất có thể sẽ được dùng để thụ tinh trong ống nghiệm để tạo ra một phôi. Tuy nhiên, công cụ CRISPR cũng có thể giúp cho việc chỉnh sửa ADN trực tiếp ngay trên phôi người, được sản sinh ra từ thụ tinh trong ống nghiệm.
Đối với ông David Sinclair, hướng nghiên cứu này sắp mở ra một chân trời kinh doanh mới. Là đồng sáng lập doanh nghiệp OvaScience, việc tạo ra những thực thể sống có ADN được chỉnh sửa bằng CRISPR sẽ làm thay đổi thế giới. Con người sắp có thể « làm chủ được cơ thể nhân loại ».
Cha mẹ có thể chọn « thời điểm và làm thế nào để có con, cũng như tình trạng sức khỏe của những đứa trẻ sắp sinh ra ». Thậm chí, cha mẹ có thể kiến tạo đứa con tương lai của mình theo như ý muốn từ việc chọn màu tóc, màu mắt, màu da, hay trí thông minh chẳng hạn.
CRISPR-CAS9 chưa thể thực hiện trên phôi người
Đây cũng chính là những gì các nhà khoa học Trung Quốc đã cố gắng làm nhưng không thành công. Ngày 18/04/2015, các nhà sinh học trường đại học Tôn Dật Tiên, tỉnh Quảng Đông đã công bố kết quả nghiên cứu biến đổi gien đơn bội trên phôi người. Họ tìm cách xóa bỏ các đột biến gien mang mầm bệnh thiếu máu bẩm sinh có tên gọi là “thalassemia”, bằng kỹ thuật CRISPR-CAS9.
Một số dạng bệnh này có thể gây nguy hiểm đến tính mạng. Nguyên nhân là do đột biến gen tác động đến việc tạo huyết cầu tố, loại protein chủ đạo trong việc vận chuyển khí oxy có trong hồng cầu. Do đó, trong huyết cầu tố bị thiếu một chuỗi aminéamin, loại chuỗi bêta. Sự khiếm khuyết này dẫn đến cái chết của hồng cầu, cũng như thiếu hụt các tế bào máu.
Những người mắc chứng bệnh này có nước da xanh xao, hay mệt mỏi, đôi khi bị chóng mặt và bị hụt hơi. Những bệnh nhân này đôi khi cũng có thể có vấn đề về tăng trưởng, dị dạng xương, gan và lách bị phình to. Theo La Recherch, chứng bệnh này cũng không mấy hiếm tại vùng Đông Nam Á.
Trở lại với thí nghiệm của các nhà khoa học Trung Quốc, tiết lộ trên đã làm dấy lên một cuộc tranh cãi. Giới di truyền học trên toàn thế giới đồng loạt chống lại việc sử dụng công nghệ CRISPR-CAS9 trên phôi người. Thứ nhất, thí nghiệm của Trung Quốc cho thấy rõ là công cụ này vẫn chưa hoàn chỉnh để thực hiện trên tế bào người.
Trong tổng số 86 phôi người ban đầu, sau khi qua các bước phân tích và xử lý kết quả cuối cùng chỉ cho thấy có 7 phôi sống sót có chứa tế bào đã chỉnh sửa gien. Bởi vì phôi người mang một cấu trúc khảm : chúng bao gồm một số tế bào mà ADN đã được chỉnh sửa và số khác vẫn luôn mang gien có « khuyết tật », theo như giải thích của Fulvio Mavilio :
« Trên phương diện tính hiệu quả, thí nghiệm trên ở người khẳng định những gì đã được chứng minh ở những loài động vật khác. Bất chấp hiệu lực của nó, CRISPR-CAS9 vẫn chưa hoàn hảo. Ngoài vấn đề đạo đức, sự thiếu chính xác này là không thể chấp nhận để can thiệp vào những tế bào giới tính.
Ngoài rủi ro cài vào những biến đổi bên ngoài chuỗi gien được nhắm tới, người ta có dẫn đến việc tạo ra những cá thể « quái lạ », được cung cấp nhiều bộ gien đơn bội khác nhau. Hơn nữa, khó có thể đoán trước được mọi hệ quả gây ra từ việc thực hiện một hành động chỉnh sửa này ».
Các vấn đề đạo lý và xã hội
Sự việc cũng cho thấy là « ngành khoa học này vẫn chưa đủ độ chín muồi » như tuyên bố của ông David Baltimore, giải Nobel Y học năm 1975. Là người có tầm nhìn xa, nhà khoa học người Mỹ này, vài tuần sau bài đăng của Trung Quốc, ông đã có lời kêu gọi các nhà khoa học trên tờ Science « đi theo một hướng đi cẩn trọng trước khi thao tác gien đơn đội trên các tế bào chủng hệ ».
Việc áp dụng các kỹ thuật chỉnh sửa dòng chủng hệ trong y khoa rất có thể sẽ dẫn đến một biến chuyển sâu sắc cho lợi ích con người, với những hệ quả cụ thể trên phương diện tuổi thọ, bản sắc và năng suất của từng cá thể. Nhưng nó cũng đặt giới khoa học trước một thế khó xử giữa sự tiến bộ khoa học với các vấn đề đạo lý và xã hội.
Giả như những cải thiện đó chỉ là khoảng sân riêng dành cho quốc gia giàu có, thậm chí cho những người giàu nhất thì sao ? Tại Hoa Kỳ, chỉ tính riêng việc thụ tinh nhân tạo cũng đã tốn đến 20.000 đô-la. Thêm vào đó là các xét nghiệm về gen, hiến tặng trứng hay một người sinh hộ, chi phí có thể lên đến 100.000 đô-la.
Theo tờ Courrier International số ra trong tháng 3/2015, nhiều nhà khoa học tỏ ra nghi ngờ về những nghiên cứu trên, vì một lý do rất đơn giản là chúng chưa được thẩm định về mặt y học. Đối với họ, lợi ích của việc biển đổi gien dòng chủng hệ chỉ dựa trên những lập luận dối trá.
Số khác đưa ra nhiều mối quan ngại của họ như : những đứa trẻ đó bị biến thành vật thí nghiệm, cha mẹ dưới sự ảnh hưởng của quảng cáo theo thuyết ưu sinh do các bệnh viện hộ sản đưa ra. Thay đổi bộ gien đơn bội của phôi có thể sẽ dẫn đến việc áp dụng sinh sản ưu tiên những gien được cho có tính ưu việt. Điều đó có lẽ sẽ dẫn đến việc sản sinh ra những cá thể mà không có khả năng đưa ra sự đồng ý của mình.
Trước khi có CRISPR-CAS9, các nghiên cứu chỉnh sửa gien dòng chủng hệ cũng đã gặp nhiều phản đối. Bởi vì, khi thay đổi ADN của dòng chủng hệ, những chỉnh đổi đó có thể sẽ được truyền lại. Cho đến lúc này, nguyên tắc cẩn trọng và những bận tâm về đạo đức đang chiếm ưu thế. Khoảng mười mấy quốc gia, nhưng không có Hoa Kỳ đã cấm thực hiện thay đổi dòng chủng hệ. Các hiệp hội khoa học đồng kết luận là vẫn còn nhiều rủi ro về việc sử dụng phương pháp này.
Công ước về nhân quyền và y sinh học của Hội đồng Châu Âu tuyên bố là mọi hành vi can thiệp nhằm mục đích biến đổi bộ gien người sẽ là một « tội ác chống lại phẩm cách nhân loại » và nhân quyền.
Nhận thức được tầm mức và thao tác dễ dàng trên gien người, cả hai nhà đồng phát minh CRISPR-CAS9, cô Emmanuelle Charpentier và cô Jennifer Douhna cũng đã lên tiếng yêu cầu thêm thời gian thẩm định lại vấn đề đạo lý trước khi đưa ra áp dụng rộng rãi.
Để phục vụ mục đích nghiên cứu di truyền, TSI Hà Nội cũng cung cấp một số nhiều vật tư tiêu hao vô trùng sử dụng trong sinh học phân tử bao gồm đầu típ, đầu côn, ống ly tâm, ống Falcon, ống PCR, ống cryo, pipet hút,…
Thông tin liên hệ:
Công ty Cổ phần TSI Hà Nội
Hotline: 024.3943.4753 – 024.3943.4752 – 0812.035.888( Zalo/ WhatsApp)
Email: marketing@tsivn.com.vn/sales@tsivn.com.vn
Website: https://tsivn.com.vn/
