Các nhà khoa học đã phát triển một phương pháp mới sử dụng công nghệ chỉnh sửa gen CRISPR có thể có tiềm năng điều trị hội chứng Down bằng cách nhắm mục tiêu và giảm nhiễm sắc thể 21 thừa gây ra tình trạng này. Nghiên cứu được công bố trong các phát hiện gần đây, chứng minh cách một kỹ thuật gọi là allele-specific multiplex chromosome downregulating CRISPR-Cas9 ( asmCRISPR ) có thể nhắm mục tiêu có chọn lọc các bản sao cụ thể của nhiễm sắc thể 21 trong các tế bào có tam bội 21.
Đột phá này đã khơi dậy cuộc thảo luận sôi nổi trong cộng đồng khoa học về cả lợi ích tiềm năng và những tác động đạo đức. Trong khi nghiên cứu cho thấy triển vọng trong môi trường phòng thí nghiệm, con đường ứng dụng trên con người vẫn phức tạp và gây tranh cãi.
Phương pháp kỹ thuật và kết quả ban đầu
Phương pháp mới hoạt động bằng cách xác định các dấu hiệu di truyền độc đáo gọi là đa hình nucleotide đơn ( SNPs ) trên các bản sao khác nhau của nhiễm sắc thể 21. Bằng cách nhắm mục tiêu các dấu hiệu cụ thể này, các nhà nghiên cứu có thể vô hiệu hóa có chọn lọc một trong ba bản sao nhiễm sắc thể, có thể khôi phục chức năng di truyền bình thường. Trong các thử nghiệm phòng thí nghiệm sử dụng tế bào nguyên bào sợi tam bội 21, kỹ thuật này đã thành công trong việc giảm liều lượng nhiễm sắc thể 21, mặc dù nó cũng kích hoạt tổn thương DNA và chết tế bào trong quá trình này.
Điều này đại diện cho một bước tiến đáng kể so với các phương pháp trước đây vì nó có thể phân biệt giữa ba bản sao nhiễm sắc thể và chỉ nhắm mục tiêu bản sao thừa có vấn đề. Về mặt lý thuyết, độ chính xác có thể cho phép điều trị có mục tiêu hơn trong khi vẫn bảo tồn chức năng tế bào bình thường.
SNPs (Single Nucleotide Polymorphisms): Các biến thể di truyền nhỏ xảy ra khi một khối xây dựng DNA đơn khác biệt giữa các cá thể
Chi TIẾT THÔNG TIN KỸ THUẬT:
- Phương pOTHERWISE: Allele-specific multiplex chromosome downregulating CRISPR-OTHERWISE9 ( asmCRISPR )/__ALLELE-SPECIFIC MULTIPLEX CHROMOSOME DOWNREGULATING CRISPR-OTHERWISE9 ( asmCRISPR )
- Mục tiêu: Nhiễm sắc thể 21 trong tế bào tam nhiễm 21
- Cơ chế: Sử dụng RNA hướng dẫn đơn ( sgRNAs ) để nhắm mục tiêu các allele độc nhất của SNP
- Kết quả: Giảm đáng kể các allele nhiễm sắc thể 21 được nhắm mục tiêu
- Tác dụng phụ: Quan sát thấy tổn thương DNA , ngừng chu kỳ tế bào và chết tế bào
Ứng dụng tiềm năng và hạn chế
Ứng dụng thực tế nhất trong thời gian tới có thể sẽ là điều trị phôi trong quá trình thụ tinh trong ống nghiệm ( IVF ). Đối với các cặp vợ chồng trải qua IVF có số lượng phôi khả thi hạn chế, kỹ thuật này có thể có tiềm năng cứu các phôi mà nếu không sẽ không thể sử dụng được do tam bội 21. Điều này có thể đặc biệt có giá trị đối với những người mẹ lớn tuổi, những người đối mặt với nguy cơ cao hơn trong việc tạo ra trứng có bất thường nhiễm sắc thể.
Tuy nhiên, việc điều trị sẽ không giúp ích cho những người đã mắc hội chứng Down, vì nó sẽ đòi hỏi phải sửa đổi mọi tế bào trong cơ thể - một kỳ công vượt xa khả năng hiện tại. Nghiên cứu cũng cho thấy rằng việc điều trị CRISPR gây ra tổn thương tế bào đáng kể, làm dấy lên câu hỏi về tính an toàn và hiệu quả.
Cuộc tranh luận đạo đức và mối quan tâm của cộng đồng
Nghiên cứu này đã làm bùng phát lại các cuộc tranh luận về việc biến đổi gen và những gì một số người coi là thuyết ưu sinh hiện đại. Các cuộc thảo luận cộng đồng tiết lộ sự chia rẽ sâu sắc về đạo đức của việc loại bỏ các tình trạng di truyền, ngay cả những tình trạng gây ra những thách thức sức khỏe đáng kể. Một số người cho rằng những người mắc hội chứng Down đóng góp có ý nghĩa cho xã hội và việc loại bỏ tình trạng này có thể làm giảm sự chấp nhận và hỗ trợ cho những người mắc phải.
Những người khác chỉ ra những khó khăn thực sự mà các gia đình phải đối mặt, bao gồm căng thẳng tài chính, nhu cầu chăm sóc và lo lắng về việc chăm sóc lâu dài sau khi cha mẹ qua đời. Thực tế y tế rất đáng buồn - những người mắc hội chứng Down phải đối mặt với tuổi thọ rút ngắn, các biến chứng sức khỏe gia tăng và thường cần hỗ trợ suốt đời.
Hội chứng Down được gây ra bởi tam bội 21, khiến nó trở thành tình trạng lệch bội bẩm sinh phổ biến nhất ở người. Các triệu chứng lâm sàng rất đa dạng, bao gồm chậm phát triển, khuyết tật trí tuệ và dị tật tim.
Thống kê về Hội chứng Down:
- Tỷ lệ xuất hiện: 1 trên 700 trẻ sinh sống trên toàn cầu
- Nhiễm sắc thể 21 chứa khoảng 225 gen mã hóa protein
- 99% các trường hợp không di truyền (lỗi phân bào tự phát)
- Tuổi thọ hiện tại: Gần 60 tuổi và đang tăng
- Ứng dụng chính: Điều trị phôi thai IVF trong tương lai (lý thuyết)
Triển vọng tương lai và thách thức quy định
Bất chấp tiến bộ khoa học, các thử nghiệm trên người cho phương pháp điều trị cụ thể này vẫn rất khó xảy ra trong tương lai gần. Kỹ thuật này sẽ đòi hỏi thử nghiệm an toàn rộng rãi và phê duyệt quy định, các quy trình có thể mất hàng thập kỷ. Nghiên cứu đại diện cho công việc nền tảng quan trọng, nhưng các ứng dụng thực tế vẫn chủ yếu mang tính lý thuyết.
Các phương pháp thay thế, chẳng hạn như sàng lọc trước sinh được cải thiện và lựa chọn phôi trong quá trình IVF , tiếp tục là những phương pháp chính để ngăn ngừa hội chứng Down. Những phương pháp hiện có này đã được sử dụng rộng rãi và đã dẫn đến việc giảm đáng kể số ca sinh mắc hội chứng Down ở nhiều nước phát triển.
Cộng đồng khoa học tiếp tục vật lộn với việc cân bằng giữa tiến bộ y tế với các cân nhắc đạo đức, đảm bảo rằng tiến bộ trong y học di truyền phục vụ nhân loại trong khi tôn trọng phẩm giá và giá trị của tất cả các cá nhân, bất kể cấu tạo di truyền của họ.