BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG…………………
TIỂU LUẬN
TIỀM NĂNG VÀ THÁCH THỨC CHO NỀN CNSH VIỆT NAM
Trang 1
LỊCH SỬ CỦA NGÀNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC ĐỘNG VẬT
Ngành công nghệ sinh học động vật có nhiều phân ngành nhỏ mỗi phân ngành lại có một
lịch sử phát triển riêng. Sau đây là hai phân ngành nổi bật:
Lịch sử của khoa học chuyển gen ở động vật
Lịch sử của công nghệ tế bào gốc
1.1. Lịch sử của khoa học chuyển gen ở động vật
Vào thập niên 1970 các thí nghiệm nghiên cứu đã thực hiện với các tế bào ung thư biểu
bì phôi và các tế bào ung thư quái thai. Tạo nên chuột thể khảm, brinster 1974, mintz và
iiiimensee 1975, Bradley 1984)
Trong các động vật thể khảm này các tế bào nuôi cấy được lấy từ một dòng chuột được
đưa vào phôi của một dòng chuột khác bằng quần tự phôi trực tiếp bằng cách tiêm trực
tiếp phôi ở giai đoạn phôi nang chuột thể khảm trưởng thành có thẻ được sinh ra bằng
sự đóng góp tế bào từ bố mẹ khác nhau và sẽ biểu hiện tính trạng của mỗi dòng một kiểu
gen chuyển genome khác ở động vật là chuyển nhân nguyên từ một phôi vào tế bào
trứng chưa thụ tinh của một dòng nhận khác một cách trực tiếp (mc grath và solter 1983)
những động vật biến đổi gen bằng chuyển nhân này dược tạo ra mà không cần một kỹ
thuật tái tổ hợp and nào và chúng lá sự kiện quan trọng trong việc làm sang tỏ các cơ chế
diều hòa di truyền ở động vật có vú
Bước phát triển tiếp theo của kỹ thuật chuyển gen được thực hiện bằng cách tiêm
retrovirus vào các phôi chuột đã được nuôi cấy trước (jeanish và mintz 1974, jeanish
1976) thông tin di truyền của virus được chuyển một cách hiệu quả vào genome của động
vật nhận và sau đó it lâu kỹ thuật sử dụng retrovirus làm vector cho các đoạn dna ngoại
lai đặc biệt đã được phát triển(stuhmann 1984) sủ dụng retrovirus như là vật truyền trung
gian đối với viêc chuyển gen đã tạo nên hiên tượng kháng ở mức cao. Tuy nhiên kích
Trang 2
thước của gen chuyển bị giới hạn và các trình tự của virus có thể làm nhiễu sự biểu hiên
của gen chuyển năm bên cạnh dna của virus có thể là có lợi nếu có yêu cầu tách dòng các
locus dính vào
Trong những năm gần đây một số kỹ thuật chuyển gen khác được công bố: phương pháp
chuyển gen bầng cách sử dụng tế bào gốc phôi(grossler 1986) phương pháp chuyển các
đoạn nhiến sá thể nguyên(ví dụ như chuột transomic, richa va lo 1988) chuyển gen trực
tiếp vào tinh trùng kết hợp với thụ tinh in vitro(lavitrano 1989) tuy nhiên, phương pháp vi
tiêm dna vào tiền nhân của hợp tử là phương pháp có hiệu quả nhất được sử dụng rộng rãi
nhất để tạo động vật chuyển gen sử dụng phương pháp này các gen chuyển có chiều dài
50kb của virus sinh vật tiền nhân thực vật động vật không xương sống hoặc động vật có
xương sống có thể được chuyển vào genome của động vật có vú và chúng có thể được
biểu hiện ỏ cả tế bào sinh dưỡng và tế bào sinh sản
1.2. Lịch sử của công nghệ tế bào gốc
Vào giữa thế kỷ XIX nhiều nhà nghiên cứu thực nghiệm của châu âu đã nhận thấy rằng
một số tế bào động vật và với tác động nào đó chúng có thể tạo ra các loại té bào khác
trong suốt quá trình phát triển của mình
Vào nhứng năm đầu thế kỷ XX tế bào gốc thực sự đầu tiên được khám phá khi người ta
nhận thấy một số tế bào đã có thể tạo ra tế bào máu
Lịch sử khoa học tế bào gốc gắn liền với tiến trình các nghiên cứu tế bào gốc ở người và
động vật. dựa vào tiềm năng biệt hóa đa dạng của tế bào, các nhà nghiên cứu đã chia tế
bào gốc thành một số loại khác nhau! Trong đó được đề cập nhiều hơn là tế bào gốc toàn
năng, chúng có nhìu trong giai đoạn phát triển phôi sớm. với tế bào gốc toàn năng, mỗi tế
bào ban đầu có thẻ hình thành hẳn một cỏ thể hoàn chỉnh
Vào thời kỳ đầu những năm 1900:một dấu ấn nổi bật của quá trình nghiên cứu ứng dụng
của té bào gốc là cấy ghép tủy xương thông qua việc sử dụng tế bào gốc trưởng thành
Vào năm 1958 Jean Dausset lần đầu tiên phát hiện kháng nguyên tương hợp tổ chức mô
Trang 3
ở người.
II. THÀNH TỰU
2.1. Ở nước ngoài
Một thành tựu khoa học gây tiếng vang lớn vào cuối TK 20.
- Ngày 5/7/1996 cừu Dolly ra đời là kết quả công trình tạo dòng đầu tiên của
Wilmut, Keith Campbell.
- Cừu Dolly là ĐV có vú đầu tiên được nhân bản từ TB soma ( TB tuyến vú) của cơ
thể trưởng thành.
- Cho thấy sự thành công về kỹ thuật dung hợp TB nhờ “ nhân cho” đã được làm
dừng ở Go.
- 1998, Dolly giao phối với David ( xứ Wales ) – theo tạp chí Science News.
=> 13/04/1998 sinh một cừu cái Bonnie.
24/03/1999, Dolly tiếp tục sinh thêm hai cừu đực và một cừu cái khoẻ mạnh.
- 2001, phôi người đầu tiên được tạo dòng ( gđ 4-6TB ) bởi Cty Advanced Cell
Technology ( Mỹ ).
14/02/2003, Dolly chết vì bệnh viêm phổi.
- 2004, một con chuột Ralph được tạo dòng từ nhân TBTK khứu giác.
- 2005, Hwang Woo Suk tạo một dòng cho Suppy lông vàng từ TB tai của một con
chó săn đực ba tuổi…
Vào tháng 6/2011 một công ty công nghệ sinh học ở California (Mỹ) cũng đã nuôi
cấy thành công mạch máu nhân tạo trong phòng thí nghiệm
Các nhà khoa học thuộc trường đại học Cambridge (Anh) đã nuôi cấy thành công 3
loại tế bào tạo nên thành của mạch máu. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng tế bào da của bệnh
nhân để tạo ra các loại tế bào cơ mạch máu khác nhau. Đột phá này có thể giúp nuôi cấy
Trang 4
nhiều loại mạch máu trong phòng thí nghiệm. Mạch máu nhân tạo được sử dụng để cấy
vào bệnh nhân tim mạch, bệnh thẩm tách thận hay thay thế mạch máu bị tổn thương sau
tai nạn.
Các nhà khoa học người Anh đã tạo thành công thận từ tế bào gốc. Đây là một bước
tiến đột phá, giúp các bệnh nhân có thể được cấy ghép thận từ chính tế bào cơ thể của
mình. Các nhà khoa học thuộc trường Đại học Edinburgh (Anh) đã tạo thành công thận
nhân tạo trong phòng thí nghiệm bằng cách sử dụng tế bào gốc từ màng ối ở người và bào
thai của động vật. Thận nhân tạo có chiều dài 0,5cm, tương đương với kích cỡ thận của
một thai nhi trong bụng mẹ.
Các nhà khoa học Mỹ đã nuôi cấy thành công gan
người trong phòng thí nghiệm. Các nhà khoa học thuộc
Viện điều trị phục hồi Wake Forest (Mỹ) đã nuôi cấy
gan trong phòng thí nghiệm từ máu của dây rốn trẻ sơ
Nuôi cấy gan người
sinh và sử dụng chất collagen được lấy từ gan động vật để giúp kết nối các tế bào gan lại
với nhau.
Các nhà khoa học thuộc Đại học Kyoto (Nhật Bản) cấy thành công tế bào thần kinh
thính giác nguyên bản trên cơ sở lợi dụng tế bào gốc đa chức năng (iPS) từ da
chuột. Giáo sư Ito Shoua và Shinya Yamanaka thuộc Đại học Kyoto dẫn đầu nhóm
nghiên cứu đã thực hiện công tác nuôi cấy tế bào thần kinh thính giác nguyên bản trên cơ
sở tế bào iPS được tạo ra từ tế bào da của chuột.
2.2. Ở Việt Nam
Trong giai đoạn đầu tiên của nghiên cứu tế bào gốc có sự hỗ trợ từ phía Singapore
thông qua Tiến sĩ Phan Toàn Thắng, một chuyên gia hàng đầu trong lĩnh vực tế bào gốc.
Hiện TS. Thắng đang điều hành một công ty công nghệ sinh học tại Singapore chuyên về
công nghệ tách tế bào gốc từ dây cuống rốn. Tại TP.HCM, kế hoạch xây dựng một trung
tâm nghiên cứu hiện đại về y học tái sinh (regenerative medicine) trong đó có tế bào gốc
Trang 5
cũng đang được triển khai.
Thạc sĩ Phan Kim Ngọc thuộc Đại học Khoa học Tự nhiên TP.HCM là người đã đi
tiên phong trong việc tạo ra các dòng tế bào gốc phôi người, nhằm thực hiện các nghiên
cứu lâm sàng và điều trị cho bệnh nhân. Ông cũng đã nghiên cứu việc tách tế bào gốc từ
sinh thiết của các bệnh nhân ung thư sử dụng các marker (dấu ấn) kháng thể đặc biệt;
những tế bào này được phân loại là các tế bào ung thư (Cancer Stem Cell- CSC) và công
trình này đang ở giai đoạn nghiên cứu tế bào gốc trên phạm vi thế giới. Nhóm của TS
Ngọc đang tìm hiểu các đặc điểm gây ra ung thư của các tế bào này, nhằm tìm ra cách
điều trị ung thư mới. Các dự án này đã đặt ra nền tảng cho việc thương mại hóa tế bào
gốc trong tương lai tại Việt Nam.
Ngoài công trình nghiên cứu của mình, TS. Ngoc và các cộng sự của ông đã xuất bản
nhiều cuốn sách giáo khoa về các kỹ thuật phòng thí nghiệm và nghiên cứu tế bào gốc để
đẩy mạnh việc nghiên cứu tế bào gốc tại Việt Nam. Với những bước đột phá trong các
liệu pháp gene của Trung Quốc và được phát triển mạnh ở các nước khác, năm ngoái
Trung tâm Liệu pháp Gene Việt Nam đã được thành lập tại Bệnh viện Bạch Mai (Hà
Nội).
Ngày 20/11/2009, PGS. BS Nguyễn Thị Bình - Phó
trưởng bộ môn Mô - Phôi học, Đại học Y Hà Nội cho biết
bộ môn đã nuôi cấy thành công tấm biểu mô giác mạc thỏ
Đề tài này thuộc đề tài nhánh cấp Nhà nước "Nuôi cấy tế
bào gốc" thuộc các lĩnh vực Nghiên cứu tủy xương, tuỵ,
phôi thai, giác mạc...
Các nhà khoa học thuộc ĐH Khoa học tự nhiên TP HCM đã thành công trong việc
nuôi cấy tế bào mầm tinh trùng của chuột thành tinh trùng mở ra triển vọng điều trị vô
sinh ở nam giới. Công trình nói trên do các nhà khoa học Phan Kim Ngọc, Phạm Văn
Phúc, Trương Định và Huỳnh Thị Lệ Duyên thực hiện
Các nhà khoa học tại TP HCM đã hoàn thiện kỹ thuật xử lý màng ối thai nhi để nuôi
Trang 6
cấy tế bào da, giác mạc... trị bỏng, viêm giác mạc. Thành tựu này đã mở ra một hướng
mới cho việc ứng dụng công nghệ sinh học trong điều trị y tế. Đây là kết quả nghiên cứu
của Phòng thí nghiệm Nghiên cứu và ứng dụng tế bào gốc, ĐH Khoa học tự nhiên TP
HCM do thác sĩ Phan Kim Ngọc làm chủ nhiệm đề tài.
Những người đàn ông không có tinh trùng, từ nay sẽ có thể có con nhờ công nghệ
mới. Trung tâm Công nghệ phôi, Học viện Quân y vừa thành công trong nghiên cứu công
nghệ nuôi cấy tinh trùng từ tinh tử để điều trị vô sinh nam giới. Đây là trung tâm duy nhất
trên cả nước nuôi cấy thành công tinh tử biệt hóa thành tinh trùng.
Từ năm 2003 đến nay, trong quá trình nghiên cứu về tế
bào gốc, các nhà khoa học Việt Nam đã đạt được thành
tựu nghiên cứu tế bào gốc với đối tượng nghiên cứu là gà,
chuột và thỏ. Như tạo ra gà Khảm: các tế bào gốc từ phôi
gà Lương Phượng( gà có long màu đỏ) đã dược các nhà
khoa học tiêm cho phôi của gà ác tiềm( gà có long trắng
hoàn toàn). Gà con nở ra là gà Khảm( con gà ác với bộ
Những chú gà Khảm 1 ngày tuổi được các nhà khoa học VN tạo ra với mục đích dùng để sản xuất thuốc
lông của gà Lương Phượng)
Một nghiên cứu khác là những con chuột được chiếu xạ liều 900 Rơnghen. Chỉ sau 1
tuần, chúng bị chế hết do tủy xương, hồng cầu, bạch cầu và các tế bào máu bị phá hủy.
Nhưng khi lấy tế bào gốc từ phôi chuột tiêm vào những con chuột bị chiếu xạ đó thì
chúng được cứu sống – chứng minh được tế bào gốc có thể tạo máu, hay nói cách khác ,
có thể thay thế tế bào bị chết trong cơ thể bằng tế bào gốc.
Từ năm 2007, nhóm các nhà khoa học của bộ môn sinh lý học và công nghệ sinh học
động vật, phòng thí nghiệm nghiên cứu và ứng dụng tế bào gốc của Trường ĐH Khoa học
Tự nhiên TP.HCM bắt đầu nghiên cứu nuôi cấy tế bào mô từ nhung hươu.
Dùng tế bào gốc trong điều trị các bệnh lý huyết học tại Bệnh viện Truyền máu và
Huyết học:Ca ghép tủy xương đầu tiên của Việt Nam được Bệnh viện Truyền máu huyết
Trang 7
học thực hiện vào tháng 7/1995 và thực hiện truyền tế bào gốc máu ngoại vi lần đầu từ
tháng 10/1997. Sau đó, cũng chính Bệnh Viện Truyền máu và Huyết học TPHCM đã tiến
hành ghép tế bào gốc lấy từ máu cuống rốn đầu tiên ở Việt Nam.
Hiện tại, trong kỹ thuật cấy ghép, Bệnh viện Truyền máu huyết học có 3 loại sản phẩm
ứng dụng tế bào gốc từ tủy xương, tế bào gốc máu ngoại vi và tế bào gốc từ máu cuống
rốn. Bệnh viện đã thực hiện thành công trên 100 ca cấy ghép, trong đó gần một nửa là ở
trẻ em, và chuyển giao thành công kỹ thuật này cho một số bệnh viện trong nước.
III. NHỮNG THUẬN LỢI VÀ KHÓ KHĂN CHO NGÀNH CÔNG NGHỆ SINH
HỌC ĐỘNG VẬT
3.1. Thuận lợi:
Trước đây để lấy tế bào gốc người ta thường phải lấy từ tủy, xương và máu, rồi lấy từ dây
rốn của thai nhi hoặc là hủy thai nhi để lấy tế bào gốc. Các cách này gặp rất nhiều vấn đề
như đạo đức, số lượng tế bào gốc không nhiều. Trong khi cách lấy từ màng lót cuống rốn
đạt được hàng loạt tính năng ưu việt hơn. Điểm đầu tiên là trẻ sơ sinh nào cũng có cuống
rốn nhưng thường bị vứt đi, cách lấy cũng đơn giản chứ không phức tạp như lấy ở các bộ
phận khác. Việc lấy tế bào gốc ở cuống dây rốn cũng không gây nguy hiểm về tính mạng
như các cách khác. Trong màng lót cuống rốn cũng có đủ hai tế bào chính là biểu mô và
trung biểu mô mà ở những nơi khác khó có cùng một lúc hai loại. Do đó tế bào gốc màng
lót cuống rốn có thể biệt hóa thành nhiều loại tế bào hơn như tủy, sụn, xương, …
Quá trình lưu giữ, bảo quản bằng đông lạnh dây rốn rất dễ dàng, rẻ tiền. Trong
điều kiện VN, chi phí lưu giữ dây cuống rốn 20 năm chỉ khoảng từ 1.500 – 2.000
USD.
Không vi phạm y đức, không gây tổn thương cho cả mẹ và con trong quá trình thu giữ
dây rốn.
Kỹ thuật nuôi cấy không quá phức tạp và tốn kém nên các nước đang phát triển có thể
Trang 8
sớm áp dụng việc sử dụng cuống rốn
Khi cần người bệnh có thể dùng tế bào tách từ cuống rốn để điều trị các bệnh như:
Bỏng, gãy xương, teo cơ, tiểu đường, liệt tủy, tai biến mạch máu não, nhồi máu cơ tim,
Alzeimer, Parkinson…
Tiêm tế bào gốc vào dưới các nếp nhăn của da sẽ có tác dụng chống lão hóa, vì
vậy có thể dùng phương pháp này cho cả việc chăm sóc sắc đẹp và thẩm mỹ
Nguồn cung cấp dây rốn là vô tận và rẻ tiền. Trên thế giới mỗi năm có khoảng 100
triệu trẻ em được sinh ra, nếu thu giữ tất cả số dây rốn này, với chiều dài trung bình mỗi
cái 50 cm, thì ta có thể quấn vài vòng quanh trái đất.Và từ mỗi dây cuống rốn ta có thể
thu được hàng tỉ tế bào gốc ! Con người sẽ có những ngân hàng tế bào gốc khổng lồ với
chi phí chẳng đáng là bao.
Tính kháng nguyên và miễn dịch của tế bào lấy từ dây cuống rốn thấp nên khả năng
thải ghép cũng thấp, phù hợp để ghép tế bào gốc cho bản thân, đồng loại (đặc biệt là
những người cùng huyết thống) mà không phải sử dụng các thuốc ức chế miễn dịch.
Ứng dụng tế bào gốc trong điều trị sẽ tạo được bước đột phá lớn ở những bệnh mà lâu
nay y học bó tay, còn những người khỏe mạnh sẽ trẻ lâu hơn nhờ khả năng chống lão hóa
của tế bào gốc. “Tuổi già” chính là sự “suy tế bào gốc”.
Chống lão hóa bằng tế bào gốc được coi là tương lai của y học hiện đại. Cuống rốn
chính là món quà của tạo hóa tặng cho con người như một nguồn dự trữ để duy trì sự
sống và “sửa chữa” kịp thời các tế bào “quá đát”
Nay ta đã có phòng nuôi cấy đạt chuẩn( tại trường DHKHTN Hà Nội), có nguồn nhân
lực, đội ngũ cán bộ có trình độ
Có ngân hang gửi tế bào gốc như MekoStem
Mở ra con đường trị bệnh như :cấy ghép các mô, tế bào, cơ quan để chữa bệnh: tim,
Trang 9
bệnh máu trắng, thoái hóa thần kinh….
Thúc đẩy nhanh thời gian chữa bệnh: ngày xưa bị hư giác mạc, thì ta phải chờ người
hiến tặng giác mạc mới có thể thay thế, nhưng nay ta có thể nuôi cấy giác mạc để chữa
trị.
Giúp cho những gia đình hiếm muộn có những hy vọng mới.
Vì sử dụng máy móc, công nghệ hiện đại nên tỉ lệ thành công trong quá trình nuôi cấy
tạo mô, tế bào, cơ quan là rất lớn.
Được sự giúp đỡ, ủng hộ của 1 số nước trên thế giới trong hướng nghiên cứu và nuôi
cấy tế bào gốc để mở ra các liệu pháp chữa trị bệnh và ứng dụng của con người.
Chúng ta phát triển sau các nước khác sẽ có cái lợi là tránh được những thất bại của
người đi trước. Ví dụ việc ra đời ngân hàng TBG MekoStem, là nơi lưu giữ cả TBG
màng dây rốn và máu dây rốn. Trong khi đó, các nước phát triển trước đây chỉ có ngân
hàng lưu giữ máu dây rốn và gần đây mới lưu giữ thêm màng dây rốn.
3.2. Khó khăn
Hạn chế về nguồn nhân lực: Ở nước ta, số lượng cán bộ nghiên cứu và nhân viên kỹ
thuật CNSH động vật còn quá ít. Mặt khác, các đề tài nghiên cứu liên quan đến CNSH
động vật lại do cán bộ khoa học lớn tuổi chủ trì nên năng lực tiếp cận, nắm bắt công nghệ
tất nhiên là hạn chế, trong khi đó, do cơ chế hoạt động khoa học hiện nay, các cán bộ trẻ
ít có điều kiện tiếp cận và phát huy được tác dụng. Do vậy, khả năng tạo thêm nguồn
nhân lực rất chậm. Thêm vào đó, mặc dù CNSH đã được đưa vào chương trình giảng dạy
tại nhiều trường đại học nhưng giáo trình học tập, trang thiết bị giảng dạy còn thiếu và
không đồng bộ, trình độ giáo viên lại hạn chế.
Hạn chế về đầu tư: CNSH động vật là lĩnh vực đòi hỏi đầu tư rất cao và tập trung cho
thiết bị và kinh phí hoạt động. Mặc dù đã được Nhà nước quan tâm nhưng nhìn chung các
phòng thí nghiệm vẫn chưa đồng bộ, kéo dài, nguồn nhân lực phân tán. Ở một số phòng
thí nghiệm đã được đầu tư tương đối hiện đại lại thiếu cán bộ và vốn hoạt động nên chưa
Trang 10
sử dụng hoặc sử dụng với công suất thấp, rất lãng phí.
Hạn chế về công nghệ: So sánh với các nước bạn và trên thế giới trình độ năng lực
nghiên cứu CNSH của Việt Nam còn có khoảng cách lớn và không thể so sánh được với
những nước công nghiệp phát triển. Chưa có những thành tựu mang tính đột phá. Các kết
quả nghiên cứu phần lớn là CNSH truyền thống và mới chỉ dừng ở quy mô phòng thí
nghiệm, chưa được áp dụng nhiều vào thực tế.
Các thành tựu về công nghệ sinh học động vật con ít, các sản phẩm ứng dung thực
tiễn ở nước ta đều được nhập khẩu từ các nước khác.
Sử dụng tế bào gốc điều trị có hai nguy cơ chính về an toàn được đặt ra đó là nguy cơ
lây truyền các bệnh truyền nhiễm như HIV, Viêm gan B. Nguy cơ đầu tiên được kiểm
soát dễ dàng và thuận lợi qua việc làm xét nghiệm người cho cũng như xét nghiệm tế bào
để đảm bảo không có bất kể một mầm bệnh nguy hại nào trước khi đưa vào sử dụng điều
trị. không những thế, khả năng tạo thành khối u ác tính là rất có thể. Đây chính là một
trong những trở ngại lớn nhất của các tế bào gốc phôi (embryonic stem cells).
Tế bào gốc phôi nuôi trong ống nghiệm được ví như đứa trẻ 3 tuổi tùy thuộc vào điều
kiện và hoàn cảnh xã hội nó có thể trở thành người tốt hoặc kẻ xấu trong tương lai. Hiện
nay khoa học vẫn chưa tìm ra phương thức hiệu quả để kiểm soát quá trình biệt hóa của
tế bào gốc phôi nuôi trong ống nghiệm thành tế bào tốt chứ không phải tế bào ác.
Tế bào gốc trưởng thành (adult stem cells) và tế bào gốc nhũ nhi (infant stem cells)
được coi là an toàn hơn cả. Hai loại này không tạo khối u ác và đã được sử dụng trong
lâm sàng điều trị rất nhiều năm mà không có tai biến tạo u ác tính. Do đó, ứng dụng tế
bào gốc từ màng dây rốn được coi là phương pháp an toàn nhất. Vì màng dây rốn và dây
rốn phát triển từ phôi thai ở tháng thứ 1 và được thu giữ lại ở tháng thứ 9 nên tính chất tế
bào gốc còn rất tốt. Những người khoẻ mạnh thì sẽ trẻ lâu hơn vì khả năng chống lão hóa
của tế bào gốc.
Trong trường hợp cần thay tim ngay do tai nạn chẳng hạn, thì không thể chờ nhận
Trang 11
nuôi và phát triển cả một quả tim từ tế bào gốc được. nhưng ứng dụng sẽ dễ dàng thành
công trong trường hợp các bệnh có thời gian để . . chờ, như các bệnh suy tủy xương, hay
vá da do bỏng, ghép giác mạc chẳng hạn…, nói tóm lại là những bệnh không có sức ép
thời gian…
3.3.Khắc phục
Bước đầu xây dựng được hệ thống tổ chức nghiên cứu, đào tạo về CNSH động vật.
Một số cán bộ được đào tạo tương đối chính quy, có khả năng tiếp cận những công nghệ
mới.
Xây dựng được một số phòng thí nghiệm CNSH động vật tiếp cận một cách chọn lọc
những thành tựu khoa học - công nghệ hiện đại và từng bước vận dụng chúng trong điều
kiện cụ thể của Việt Nam.
Đã bước đầu ứng dụng CNSH động vật vào sản xuất trong lĩnh vực công nghệ tế bào,
công nghệ phôi, hàng chục ngàn con giống được tạo ra nhờ CNSH.
Sự cần thiết kết hợp giữa các đơn vị nghiên cứu và các đơn vị kinh doanh: nghiên cứu
trong lĩnh vực CNSH (và cả những lĩnh vực khác) đòi hỏi phải có sự đầu tư lớn và lâu
dài. Đa số công việc thực hiện tại các cơ quan nghiên cứu đều nhận sự đầu tư từ các cơ
quan nhà nước nên sẽ có cạnh tranh giữa các nhà khoa học để có thể nhận được nguồn
kinh phí. Tuy nhiên, khả năng đạt lợi nhuận cao từ các nghiên cứu CNSH đã hình thành
sự liên kết giữa các cơ quan nghiên cứu và các đơn vị kinh doanh và đây cũng là cơ hội
tốt để tạo ra một nguồn đầu tư mới cho lĩnh vực nghiên cứu này. Sự liên kết này là cơ hội
tốt để phát triển kỹ thuật mới, nhanh chóng chuyển giao các kết quả (nghiên cứu) cho các
thành phần kinh tế khác và nhanh chóng được thương mại hoá để phục vụ nhiều người
hơn. Sự liên kết giữa 2 đối tác này đòi hỏi phải chú ý đến một số vấn đề như: bản quyền,
quyền sở hữu trí tuệ, giá trị đầu tư của hai bên... Sự liên kết này hữu ích cho cả hai bên:
các đơn vị kinh doanh có thể giảm bớt vốn đầu tư vào việc mua sắm thiết bị và đào tạo
nguồn nhân lực, đây vốn là 2 yếu tố sẵn có tại các cơ quan nghiên cứu; Trong khi đó các
Trang 12
cơ quan nghiên cứu có thêm nguồn kinh phí để nâng cấp các thiết bị sẵn có, để thực hiện
các nghiên cứu chuyên sâu (nhưng thực tiễn hơn vì buộc phải có sản phẩm cụ thể, có khả
năng thương mại hoá) và cải thiện nguồn thu nhập.
Khả năng thương mại hoá trong lĩnh vực CNSH chăn nuôi: Trong thế kỷ 21, cần
chú trọng việc thương mại hoá các sản phẩm ứng dụng từ CNSH. Nguời ta nhận thấy các
sự kiện mới trong lĩnh vực này như: việc phát hiện ra một hormone mới, một gien mới
hay một phương pháp CNSH mới trong lĩnh vực phục vụ sức khoẻ con người. Việc thành
lập các doanh nghiệp thương mại-nông nghiệp đòi hỏi có nhiều bộ phận quan trọng như:
kinh tế, quản lý, tiếp thị... nhưng bộ phận nghiên cứu và phát triển sản phẩm sẽ đóng vai
trò chủ chốt.
Ra sức đào tạo những nhà khoa học giỏi tại những trường Đại học lớn trong nước và
tạo cơ hội được đi nghiên cứu sinh để trau dồi them kiến thức, để bắt kịp với các nước
đang phát triển ngành công nghệ tế bào gốc.
IV. TIỀM NĂNG CỦA NỀN CÔNG NGHỆ SINH HỌC ĐỘNG VẬT
4.1. Tiềm năng công nghệ sinh học tế bào gốc
PGS.TS Phan Toàn Thắng, một chuyên gia hàng đầu trong lĩnh vực tế bào gốc (TBG),
hiện đang làm việc tại ĐH Quốc gia Singapore và là đại diện của CellResearch
Corporation đã có những nhận định về những tiến bộ và bước đi phù hợp trong lĩnh vực
TBG ở Việt Nam
Lĩnh vực tế bào gốc 3 năm trở lại đây đã tạo thành một nền công nghiệp mới cho Việt
Nam – công nghiệp TBG, phục vụ nhu cầu trong nước, trong tương lai có thể xuất khẩu
và tạo ra công ăn việc làm chất lượng cao.
Việc ra đời ngân hàng tế bào gốc đầu tiên ở VN và có khả năng đứng vững khi thương
mại hoá cho thấy một mốc tiến bộ của lĩnh vực này. Ngoài ra các hoạt động khác như sử
dụng công nghệ tế bào gốc ứng dụng vào việc chăm sóc bệnh nhân bị tổn thương, chăm
sóc sắc đẹp công ty Cổ phần Sinh học và y học tái tạo FBM đang triển khai… Một số
Trang 13
hoạt động khác trên lĩnh vực nghiên cứu TBG như ở ĐHQG TP.HCM, ĐH Y Hà Nội,
Học viện Quân Y…. đều có những nghiên cứu có khả năng ứng dụng cao, có ý nghĩa
thực tiễn, được phản hồi tích cực.
Đây là những tín hiệu rất tốt cho thấy TBG ở VN đã có sự quan tâm tích cực từ chính
phủ, người dân, nhà khoa học, doanh nghiệp. Chúng ta đã có ít nhiều văn hoá kinh doanh,
nghiên cứu TBG ở VN.
Khoảng độ 3 năm lại đây vì chúng ta có hệ thống hơn, nguồn nhân lực phát triển hơn,
nguồn kinh phí được đầu tư nhiều hơn khi có sự quan tâm thúc đẩy từ chính phủ và
doanh nghiệp. Đặc biệt nhiều nghiên cứu công nghệ tế bào gốc đã đưa vào ứng dụng;
nhiều nghiên cứu đang được tiếp tục triển khai đã làm nên phong trào nghiên cứu ứng
dụng TBG. Đó là những yếu tố để các nhà khoa học nghiên cứu tế bào gốc có đà hơn
trong lĩnh vực này.
Trước đó, từ năm 1994 chúng ta đã bắt đầu với một số nghiên cứu nhưng hiệu quả chưa
cao về mặt ứng dụng như công nghệ nuôi cấy tế bào gốc từ biểu bì da điều trị cho bỏng
vào những năm 90.
Đã có sản phẩm thương mại
Có những ý kiến cho rằng chúng ta đang có những nghiên cứu tế bào gốc lặp lại những
nghiên cứu đã lâu của nước ngoài là một sự lãng phí?
Vì công nghệ lạc hậu mà lặp lại những thí nghiệm của họ cách đây 20 năm là tư duy rất
kì lạ, chắc chắn sẽ kìm hãm sự phát triển!
Singapore chỉ đi trước chúng ta một vài năm nhưng có một khoảng cách lớn với chúng ta
trong lĩnh vực TBG?
Đúng là Singapore chỉ bắt đầu trước chúng ta 4,5 năm. Ban đầu, họ cũng chỉ có một số
Trang 14
ứng dụng như sử dụng TBG tạo máu đìêu trị cho bệnh nhân bị ung thư, dùng TBG da
điều trị cho bệnh nhân bị bỏng và chấn thương, mất da… hiện chúng ta đang có. Họ thực
sự đẩy mạnh từ năm 2000 trở đi.
Singapore họ khác chúng ta, bài học của họ khó mà áp dụng được vì họ có rất nhiều tiền,
mức độ toàn cầu hoá của họ rất cao. Mô hình phát triển nghiên cứu khoa học của họ là
mời các chuyên gia nước ngoài đến làm việc. Ví dụ, họ sẵn sàng bê cả phòng thí nghiệm
lớn của Mỹ qua Singapore và đưa một khoản tiền lớn để hỗ trợ kinh phí. Kết quả nghiên
cứu sẽ là của chung. Đây là cách đi tắt đón đầu rất nhanh và hợp lí.
Chúng ta cũng đi tắt khi tiếp thu, chuyển giao công nghệ những thành công các nhà khoa
học trên thế giới đã làm nhưng chưa đón đầu được mà chỉ đi từ dưới lên (khác với
Singapore họ đi từ trên xuống) vì nhiều yếu tố: thiếu điều kiện về nhân lực và kinh phí là
hai yếu tố chính.
Có thể chia TBG thành hai nhóm, nhóm nghiên cứu TBG khoa học cơ bản (KHCB) và
nhóm sử dụng công nghệ TBG vào ứng dụng. Nghiên cứu TBG về KHCB thì các quốc
gia mạnh như Mỹ, Nhật họ đã có nền tảng hàng trăm năm, cơ sở hạ tầng và nhân lực của
họ đều có bề dày kinh nghiệm.
Nếu đặt kì vọng đuổi kịp các nước tiến bộ về nghiên cứu TBG theo hướng KHCB thì cực
khó. Nhưng theo hướng ứng dụng công nghệ TBG để đưa vào điều trị thì chúng ta có
nhiều khả năng rút ngắn khoảng cách thời gian và phát huy xích gần các nước.
Đi sau, chúng ta sẽ có cái lợi là tránh được những thất bại của người đi trước. Ví dụ việc
ra đời ngân hàng TBG MekoStem, là nơi lưu giữ cả TBG màng dây rốn và máu dây rốn.
Trong khi đó, các nước phát triển trước đây chỉ có ngân hàng lưu giữ máu dây rốn và gần
đây mới lưu giữ thêm màng dây rốn.
Như vậy, xét về việc lưu giữ TBG dây rốn thì VN không còn khoảng cách so với các
Trang 15
nước. Kết hợp cả hai cái chung một ngân hàng thì chúng ta giảm được rất nhiều chi phí.
PGS.TS Phan Toàn Thắng (Bộ môn Ngoại – Đại học Quốc gia Singapore) là người đầu
tiên tìm ra công nghệ tách, nuôi, bảo quản tế bào gốc từ màng dây cuống rốn. Cách đây 2
năm, sự kiện này đã gây chấn động giới nghiên cứu tế bào gốc trên toàn thế giới.
Và thế là nghiên cứu tế bào gốc được nhiều nhà khoa học đeo đuổi với hy vọng đạt được
những bước đột phá lớn trong y học. Họ luôn nỗ lực để tìm tòi những liệu pháp khôi phục
hoặc thay thế các tế bào tổn thương nhờ những tế bào tạo ra từ tế bào gốc; đồng thời
mang hy vọng đến cho những người đang phải chịu đựng căn bệnh ung thư, tiểu đường,
các bệnh tim mạch, chấn thương cột sống cũng như các chứng rối loạn khác. Cả tế bào
gốc phôi và tế bào gốc trưởng thành đều là những cơ sở để các nhà khoa học phát triển
những phương thức mới, có giá trị nhằm sản xuất dược phẩm và xét nghiệm.
Từ những năm 1980, các nhà khoa học đã tách chiết thành công tế bào gốc phôi của
chuột. Nhưng chỉ đến năm 1998, một nhóm các nhà khoa học thuộc đại học Winsconsin
tại Madison dưới sự chỉ đạo của giáo sư James Thomson lần đầu tiên đã thành công tách
biệt tế bào gốc phôi người. Họ biết họ đã tách được tế bào gốc, là vì những tế bào đó
không biệt hóa trong khoảng thời gian dài; chúng cũng vẫn giữ nguyên khả năng có thể
biến đổi thành nhiều loại tế bào chuyên biệt trong đó có tế bào cơ, tế bào ruột, tế bào thần
kinh và tế bào sụn.
Nhà sinh học kiêm giáo sư ngành giải phẫu học, Prof. James Thomson đã ngưng làm việc
với chiếc laptop computer trong văn phòng tại đại học Wisconsin – Madison. Ông đã chỉ
đạo nhóm nghiên cứu và tuyên bố tách thành công dòng tế bào phôi của một loài động
vật linh trưởng vào năm 1995. Khởi đầu này đã đem đến thành tựu lần đầu tiên tách được
Trang 16
dòng tế bào gốc phôi người vào năm 1998.
The Promise of Stem Cell Research: Triển vọng của nghiên cứu tế bào gốc
Drug Development and Toxicity Tests: Nghiên cứu dược phẩm và xét nghiệm độc tính
Experiments to Study Development and Gene Control: Thử nghiệm nhằm phát triển
nghiên cứu và kiểm soát gen
Cultured Pluripotent Stem Cells: Tế bào gốc toàn năng đang được nuôi dưỡng
Tissues/Cells for Therapy: Tế bào ứng dụng trong điều trị
Bone marrow: Tủy xương
Nerve Cells: Tế bào thần kinh
Heart Muscle Cells: Tế bào cơ tim
Pancreatic Islet Cells: Tế bào tụy tạng
Công nghệ tế bào gốc tập trung vào tìm kiếm các nguồn tế bào gốc tối ưu, nuôi cấy,
nhân rộng các tế bào gốc, tác động và biệt hóa chúng thành những dòng tế bào khác nhau,
các tạng khác nhau, các sản phẩm khác nhau để chữa bệnh, chăm sóc sức khỏe, sắc đẹp,
chống lão hóa. Công nghệ tế bào gốc có thể góp phần tác động vào tế bào gốc tại các cơ
quan trên cơ thể, để cơ thể hoạt động tốt, sẵn sàng cho việc sản sinh tế bào chức năng
khỏe mạnh phục vụ cho chính các bộ phận đó. Hiện tại, thế giới đã sử dụng công nghệ tế
bào gốc để sản xuất ra các sản phẩm dược mỹ phẩm có nguồn gốc sinh học, thay thế cho
các sản phẩm của ngành công nghiệp hóa mỹ phẩm trong hoạt động thẩm mỹ và chăm
Trang 17
sóc sắc đẹp. Công nghệ Tế bào gốc đặc biệt được sử dụng thành công trong các ứng dụng
về da: điều trị các tổn thương da; các bệnh lý da liễu và chăm sóc da thẩm mỹ; hỗ trợ chất
lượng liền sẹo trong ngoại khoa và phẫu thuật thẩm mỹ. Tế bào gốc và các chế phẩm
chứa một lượng protein tốt, các chất nền tảng giúp cho chức năng tế bào gốc da tốt hơn
giúp da khỏe, từ đó cải thiện tất cả các đặc tính của da, làm đầy các nếp nhăn, chống lão
hóa da. Tại Việt Nam, công nghệ tế bào gốc mặc dù đi sau nhưng đã có những bước phát
triển vượt trội và đúng hướng. Lĩnh vực tế bào gốc ba năm trở lại đây đã tạo thành một
nền công nghiệp mới cho Việt Nam – công nghiệp Tế Bào Gốc. Đặc biệt, việc
PGS.TS.BS. Phan Toàn Thắng tìm ra tế bào gốc từ màng dây rốn đã làm thế giới phải
sửng sốt, mở ra triển vọng chữa trị nhiều bệnh tật, cũng như cải thiện, chăm sóc sắc đẹp
ngay tại Việt Nam.
FBM tiên phong trong công nghệ, hoạt động dựa trên nền tảng khoa học và ứng dụng
hiệu quả những công nghệ này, hội tụ các chuyên gia, các nhà khoa học trong và ngoài
nước với trình độ chuyên môn cao, trong đó có PGS.TS.BS. Phan Toàn Thắng, từ đó đảm
bảo chất lượng sản phẩm nhằm kết nối và gìn giữ lòng tin cùng khách hàng. Hiện nay
FBM đã ứng dụng thành công công nghệ để sản xuất dòng sản phẩm mỹ phẩm: Juvian và
JuviGrows. Sản phẩm của FBM được đóng trong túyp eppendorf – loại tuýp chuyên dụng
trong phòng thí nghiệm, đảm bảo tính vô khuẩn, phù hợp với các môi trường bảo quản
nghiêm ngặt.
Juvian và JuviGrows là các sản phẩm chăm sóc da, dưỡng da, chống lão hoá da, hạn chế
xuất hiện nếp nhăn và làm giảm nếp nhăn trên da. Tăng cường sức đề kháng của da
chống lại các tác động từ môi trường. Hỗ trợ chăm sóc da sau điều trị một số bệnh lý về
da như sau điều trị trứng cá, sau điều trị nám da, sau điều trị dị ứng hoặc các tổn thương
trên da.
Đặc biệt, do sản phẩm có nguồn gốc sinh học và không có chất bảo quản nên rất phù hợp
Trang 18
với những bệnh nhân có làn da mẫn cảm với hóa chất và các loại hóa mỹ phẩm.
Hai sản phẩm Juvian và JuviGrows của công ty FBM hiện nay đã được sử dụng thành
công trong việc hỗ trợ điều trị các bệnh lí về da sau điều trị trứng cá, sau điều trị nám da,
sau điều trị dị ứng hoặc các tổn thương trên da tại các đơn vị tuyến đầu trong ngành da
liễu cũng như nhiều thẩm mỹ viện nổi tiếng tại Việt Nam. Đây là những sản phẩm được
đánh giá cao, cho kết quả tốt, giúp da khỏe, đẹp.
FBM cũng không ngừng nghiên cứu tìm tòi để tiếp tục nâng cao chất lượng sản phẩm của
mình, phát triển các dòng sản phẩm mới đáp ứng và chăm sóc tốt nhất nhu cầu của khách
hàng
4.2 TIỀM NĂNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC HỖ TRỢ SINH SẢN
4.2.1.HỖ TRỢ SINH SẢN.
Lần đầu tiên vào năm 1959, Chang thành công khi thực hiện tụ tinh nhân tạo giữa trứng
và tinh trùng thỏ trong môi trường ống nghiệm; từ đó tới nay, các nhà khoa học không
ngừng nghiên cứu tìm kiếm những phương pháp mới cho việc điều trị vô sinh ở người.
IVF và ICSI là những kỹ thuật nhằm làm tăng tỷ lệ thụ tinh trong điều trị hiếm muộn đã
được báo cáo thành công trên thế giới từ những năm 1978 và 1992, cho tới nay đã có hơn
một triệu em bé ra đời từ những kỹ thuật trên.
ICSI (Intra-Cytoplasmic Sperm Injection) - tiêm tinh trùng vào bào tương trứng - là
phương pháp mang lại hiệu quả thụ tinh cao với tỷ lệ 60 – 85%. Khác với IVF (In Vitro
Fertilization) nghĩa là thụ tinh trong ống nghiệm, thay vì cấy trứng với hàng trăm tinh
trùng tinh trùng, thì ICSI chỉ với một tinh trùng duy nhất được tiêm trực tiếp vào trứng,
và tinh trùng được chọn lựa là tinh trùng tốt nhất về mặt hình thái cũng như khả năng di
Trang 19
động.
Từ khi ra đời, ICSI đã mang lại niềm hy vọng và cơ hội lớn lao cho các cặp vợ chồng
hiếm muộn mà nguyên nhân vô sinh như không xuất tinh được, thiểu năng tinh trùng,
kháng thể kháng tinh trùng, hoặc trường hợp trứng ít, chất lượng kém, hay do trứng và tinh
trùng không kết hợp được với nhau dù cho người chồng có tinh dịch đồ bình thường mà kỹ
thuật IVF không mang lại kết quả. Nhiều nghiên cứu gần đây cho thấy không có sự khác
biệt nào về chất lượng phôi cũng như tỷ lệ có thai sau chuyển phôi giữa những chu kỳ hỗ
trợ sinh sản thực hiện ICSI và không ICSI. Ngày nay, ICSI chiếm tỷ lệ cao trong các chu
kỳ hỗ trợ sinh sản ở các trung tâm trên thế giới, và đang thay thế dần kỹ thuật IVF.
Một nghiên cứu thực hiện ở 5 nước châu Âu ở những trẻ 5 tuổi, cho thấy các trẻ sinh ra
từ kỹ thuật IVF/ICSI có những chỉ số cân nặng, chiều cao giống như những trẻ bình
thường, không có sự khác biệt về các bệnh lý y khoa cũng như các biểu hiện về mặt ngôn
ngữ, và chỉ số thông minh (IQ) được báo cáo tại hội nghị thường niên của Hội nội tiết và
sinh sản châu Âu (ESHRE) tháng 7/2003.
Bắt đầu thực hiện thụ tinh trong ống nghiệm (TTTON) từ năm 1997, đến năm 1998 có 3
em bé TTTON đầu tiên tại Việt Nam ra đời và năm 1999 em bé đầu tiên ra đời từ kỹ thuật
ICSI, và cho tới nay đã có 3438 em bé chào đời từ các kỹ thuật tại bệnh viện Từ Dũ, trong
đó hầu hết cá chu kỳ thực hiện đều có hỗ trợ cuả ICSI. Khoa Hiếm muộn bệnh viện Từ Dũ
Trang 20
luôn nỗ lực, cố gắng tìm kiếm, ứng dụng những kỹ thuật mới, an toàn và hiệu quả trong
lãnh vực điều trị hiếm muộn cũng như sẵn sàng cung cấp thông tin có thể giúp cho việc
phục vụ bệnh nhân tốt hơn
4.2.2.Nhật Bản: Tạo ra tinh trùng từ tế bào gốc đa năng
Các nhà khoa học Nhật Bản mới đây đã lên kế hoạch chế tạo tế bào sinh sản từ tế bào
gốc đa năng (iPS) – loại tế bào có khả năng biến đổi thành nhiều tổ chức tế bào khác
nhau – trong môi trường phòng thí nghiệm.
Bộ Giáo dục, Văn hóa, Thể thao, Khoa học và Công nghệ (MEXT) ngày 18/2 đã nghiệm
thu kế hoạch nghiên cứu khoa học của nhóm các nhà khoa học thuộc Đại học Keio.
Các nhà khoa học ở Đại học Keio đã tiến hành nghiên cứu trên nhằm xác định cơ chế
hình thành tế bào sinh sản ở động vật.
Các nhà khoa học Nhật Bản hy vọng có thể ứng dụng kết quả nghiên cứu trên nhằm tìm
ra phương thuốc hữu hiệu chữa trị chứng vô sinh, căn bệnh cướp đi niềm hạnh phúc của
hàng triệu cặp vợ chồng trên thế giới.
Tuy nhiên, hiện tại MEXT có quy định cấm mọi hoạt động cho thụ tinh trứng và tinh
Trang 21
trùng nhân tạo ở người.
Theo giáo sư Okano, ban đầu Đại học Keio có kế hoạch phối hợp cùng một cơ quan y tế
thuộc bộ để tiến hành nghiên cứu trên song do bị hiểu nhầm rằng đây là hoạt động nghiên
cứu tế bào phục vụ cho điều trị vô sinh nên đã tách ra làm riêng
4.2.3.Ứng dụng kỹ thuật OPU (Ovum Pick up) trong việc sản xuất phôi bò in vitro
Kỹ thuật OPU có hai yếu tố liên quan đến nó là yếu tố kỹ thuật và yếu tố sinh học. Yếu tố
kỹ thuật bao gồm kích thước hình học của kim chọc hút và áp suất chân không. Đã có
nhiều nghiên cứu nhằm cải tiến kỹ thuật này và một trong những cải tiến có ý nghĩa là
việc thay thế kim chọc hút bằng kim loại không rỉ dài 50 cm bằng một loại kim ngắn hơn,
sử dụng một lần giống như loại kim tiêm dưới da chuẩn. Điều này giúp làm giảm sự lây
nhiễm mầm bệnh từ bò này sang con bò khác. Yếu tố sinh học của kỹ thuật bao gồm các
yếu tố như tình trạng chính bản thân của con vật cho trứng, việc tiền xử lý hormone, thời
gian và tần suất thực hiện OPU cũng như kinh nghiệm của người thao tác kỹ thuật OPU.
Một trong những cải thiện ở yếu tố sinh học là việc xử lý tiền hormone. Điều này làm gia
tăng lượng đáng kể trứng thu được trong một đợt OPU. Tuy nhiên nhược điểm cũng nằm
ở chổ là cần phải xử lý tiền hormone lặp lại cho đợt OPU tiếp theo. Điều này sẽ làm mất
đi ưu điểm của kỹ thuật OPU so với kỹ thuật MOET (multiple ovulation embryo
transfer).
Trong kỹ thuật OPU không xử lý tiền hormone thì chúng ta có thể tiến hành 2 lần OPU
một tuần trên một con bò trong khi nếu xử lý tiền hormone thì ta chỉ có thể thực hiện 1
lần OPU trong 1 tuần trên một con bò. Vì vậy nếu xét về lượng trứng thu được trong một
đợt thực hiện OPU thì phương pháp OPU kết hợp tiền xử lý hormone cho lượng trứng
cao hơn là phương pháp OPU không có xử lý tiền hormone. Tuy nhiên nếu tính về lượng
trứng thu được trong một đơn vị thời gian thì chưa hẳn cao hơn do sự sai khác nhau về
tần suất chọc hút giữa việc xử lý tiền hormone và không xử lý tiền hormone trong kỹ
thuật OPU.
So với kỹ thuật MOET thì kỹ thuật OPU/IVP sẽ tạo ra một lượng bê con lớn hơn trong
Trang 22
một khoảng thời gian giới hạn. Hơn nữa kỹ thuật OPU/IVP ít phụ thuộc vào tình trạng
sinh sản của bê cái cho trứng. Khi sử dụng kỹ thuật OPU thì trứng có thể thu nhận ngay
cả khi bò cái chưa tới tuổi thành thục và có thể thu nhận ngay cả lúc bò cái có thai trong
ba tháng đầu tiên. Tuy nhiên kỹ thuật OPU cũng phức tạp hơn và đòi hỏi phải có một hệ
thống phòng thí nghiệm hiện đại hơn so với kỹ thuật MOET. Và chi phí để tạo ra 1 phôi
bò bằng kỹ thuật OPU/IVP gấp hai lần so với dùng kỹ thuật MOET
4.2.4 Công nghệ sinh sản
(Reproductive Biotech - RB)
a) Mục đích: mục tiêu chính của CNSH trong sinh sản là nhằm nâng cao khả năng
sinh sản của gia súc và tăng tốc độ cải thiện tiềm năng di truyền của gia súc, do đó
góp phần đáng kể gia tăng sản phẩm chăn nuôi. Đồng thời RB cũng tạo cơ hội lớn
cho việc nhân nhanh và rộng khắp các chất liệu di truyền tốt (nhũng gia súc đực,
cái có khả năng sinh sản, sản xuất cao). RB cũng là một công cụ hiệu quả trong
việc bảo tồn những nguồn gien quý, sắp tuyệt chủng… để phục vụ cho những yêu
cầu sử dụng trong tương lai.
b) Ứng dụng RB trên thế giới: Những kỹ thuật chính trong RB bao gồm:
Thụ tinh nhân tạo (Artiicial Insemination): đây là công cụ chính trong
các chương trình cải thiện giống bò sữa/thịt, dê, cừu, heo, gà tây… ở
các nước chăn nuôi phát triển. Kỹ thuật này chủ yếu gia tăng tối đa khả
năng khai thác tiềm năng di truyền tốt của con đực giống. Với các
phương pháp thu tinh dịch, đánh giá, pha loãng và bảo quản (dưới dạng tinh tươi hay đông lạnh ở -196oC), từ 1 lần xuất tinh của đực giống có
thể sử dụng phối giống cho hàng chục con cái khác nhau. Ngoài ra, tinh
đông lạnh sẽ giúp cho việc phân phối nguồn chất liệu di truyền tốt đến
khắp nơi trên thế giới. Ước tính, hàng năm trên toàn thế giới có khoảng
100 triệu lần TTNT trên bò, 40 triệu lầ TTNT trên heo, 3,3 triệu lần
TTNT trên cừu và 500.000 lần TTNT trên dê.
Cấy truyền phôi (Embryo Transfer): kỹ thuật này cơ bản được dựa trên
Trang 23
kỹ thuật gây đa xuất noãn và động dục đồng loạt, từ đó giúp gia tăng tối
đa khả năng khai thác tiềm năng di truyền tốt của con cái giống. Đồng
thời, việc bảo quản đông lạnh trứng và phôi cũng giúp cho phân phối
chất liệu di truyền tốt được thuận lợi và rộng khắp hơn, cũng như giúp
bảo tồn những nguồn gien quý. Ước tính, có khoảng 440.000 ET trên
bò, 17.000 ET trên cừu, 2.500 ET trên ngựa và 1.200 ET trên dê hàng
năm. Ngoài ra, khoảng 80% bò đực giống trên khắp thế giới được sinh
ra từ ET.
Thụ tinh trong vi giọt (Invitro Fertilization): nhằm sản xuất ra phôi in-
vitro từ những con cái giống không có khả năng sinh sản bình thường,
phục vụ cho kỹ thuật ET. Chỉ tính riêng ở Nhật, số bê sinh ra bằng kỹ
thuật ET năm 2003 đã gấp 16 lần so với 10 năm trước (1.202 bê
ET/1993 so với 19.583 bê ET/2003), và số bê sinh ra từ phôi in-vitro
hiện nay đã nhiều hơn số bê sinh ra từ phôi in-vivo năm 1993.
Thu trứng trên buồng trứng (Ovum pick up): kỹ thuật này cho phép lấy
nhiều lần những trứng (oocyte) chưa trưởng thành trên buồng trứng
(ovary) của thú sống, vì vậy sẽ tăng số lượng trứng thu được trên 1 thú
cái cho trứng. Từ đó, các trứng này được nuôi chín (Invitro Maturation)
và là nguồn nguyên liệu tốt cho IVF. Kỹ thuật này không những tăng số
lượng trứng khai thác trên 1 thú cái mà còn đẩy nhanh tiến bộ di truyền
của thú cái vì nó có thể thực hiện sớm trên những cái hậu bị.
Xác định giới tính phôi (Embryo Sexing): kỹ thuật xác định nhanh và
chính xác giới tính của phôi (bằng PCR hay LAMP hay Karyotype…)
giúp cho người chăn nuôi sản xuất ra những đàn gia súc có giới tính
phù hợp với hướng sản xuất (VD: sản xuất ra con cái để cho sữa hay
sản xuất ra con đực để cho thịt…). Điều này giúp giảm đáng kể số
lượng gia súc ban đầu (VD: muốn có 50 bê cái cần phải có 100 bê sinh
ra) và đẩy nhanh tiến độ di truyền. Ngày nay, có thể sản xuất ra gia súc
có giới tính theo định hướng từ những loại tinh đã được phân tách
Trang 24
(Sorted Semen).
Nhân bản (Cloning): Có 3 phương thức nhân bản là (a) cắt phôi (b) đưa
tế bào phôi vào bên trong vòng sáng (Zona) của 1 trứng đã lấy bỏ nhân
và (c) đưa nhân của tế bào thân (somatic cell) vào bên trong vòng sáng
(Zona) của 1 trứng đã lấy bỏ nhân. Nhân bản thường được sử dụng để
nhân nhanh những gia súc đã được chuyển gien.
c) Định hướng ứng dụng RB trong nông nghiệp (Bộ NN&PTNT)
Quyết định số 11/2006/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ, ngày 12/01/2006 đã chỉ rõ
việc ứng dụng CNSH trong nông nghiệp, cụ thể trong lĩnh vực chăn nuôi là “Nghiên cứu
cải tiến và ứng dụng các công nghệ tế bào động vật tiên tiến để nâng cao hiệu quả sinh
sản của vật nuôi phục vụ tốt cho công tác lưu giữ, bảo quản, bảo tồn các tế bào sinh dục
và đánh giá chất lượng vật nuôi; ứng dụng phương pháp cắt phôi và cải tiến phương pháp
thụ tinh trong ống nghiệm phục vụ lĩnh vực sinh sản động vật. ứng dụng rộng rãi các
công nghệ tinh, phôi đông lạnh trong việc lưu giữ, bảo quản và bảo tồn lâu dài quỹ gen
bản địa, quý hiếm ở vật nuôi. ứng dụng công nghệ gen để xác định giới tính phôi bò ở 7
ngày tuổi”
d) Định hướng nghiên cứu RB của Phòng CNSH
- Đào tạo nguồn nhân lực có khả năng thực hiện các kỹ thuật trong lĩnh vực RB.
- Ứng dụng các kết quả nghiên cứu ở nước ngoài đã thành công trong lĩnh vực
công nghệ sinh sản động vật, cụ thể trong thụ tinh nhân tạo, cấy chuyển phôi,
IVM-IVF-IVC, xác định giới tính phôi, sử dụng tinh đã phân tách để sản xuất gia
súc theo định hướng chăn nuôi, bảo quản và bảo tồn quỹ gien động vật… để xây
dựng các đề tài nghiên cứu ở các cấp độ khác nhau nhằm sản xuất ra những gia
súc có khả năng sản xuất, sinh sản và tiềm năng di truyền cao; xây dựng hoàn
chỉnh các kỹ thuật có khả năng ứng dụng thực tiễn và chuyển giao cho kỹ thuật
viên, nông dân các vùng chăn nuôi.
e) Các đề tài đã và đang nghiên cứu trong lĩnh vực RB
- Sử dụng kỹ thuật miễn dịch phóng xạ và các kỹ thuật có liên quan để cải thiện
Trang 25
hiệu quả thụ tinh nhân tạo cho bò lai hướng sữa.
- Nghiên cứu thử nghiệm sản xuất phôi bò invitro xác định trước giới tính
4.3.TIỀM NĂNG TRONG KỸ THUẬT DI TRUYỀN
4.3.1.Thế hệ thứ hai của công nghệ sinh sản trên bò
Bằng cách sử dụng siêu âm, hiện tượng nang noãn phát triển trên bò đã được khám phá
và mô tả rõ ràng, điều này cho phép chúng ta hiểu rõ và điều khiển chu kỳ động dục cũng
như sinh sản gia súc. Siêu âm vượt qua kỹ thuật khám (qua) trực tràng trong điều kiện
thực tiễn để đánh giá, mô tả và nâng cao khả năng sinh sản của bò trên cả hai quy mô cá
thể và toàn đàn. Siêu âm đã được sử dụng hiệu quả nhằm đánh giá cấu trúc và hoạt động
của buồng trứng, chẩn đoán bệnh trong đường sinh sản của con đực và cái, khám phá
những mang thai bất thường, xác định khả năng sống của phôi và bào thai, xác định mang
thai đôi, dự đoán giới tính của thai và chẩn đoán sớm sự mang thai, chết phôi/thai…
(Ginther, 1998). Siêu âm là một công cụ chẩn đoán sớm và chính xác đã được sử dụng để
cải thiện hiệu quả sinh sản của cả đàn bò và giúp nâng cao khả năng quản lý sinh sản đàn
bò. Tỷ lệ thụ thai thấp và tỷ lệ chết thai là những vấn đề chung của chăn nuôi bò sữa, đặc
biệt trong điều kiện chăn nuôi thâm canh. Để tối ưu hóa sinh sản gia súc, siêu âm hình
ảnh được sử dụng để mô tả chính xác tình trạng sinh sản của từng cá thể. Nhờ vậy,quyết
định của người chăn nuôi hay biện pháp xử lý sẽ chính xác và hiệu quả hơn nhằm rút
ngắn khoảng cách hai lứa đẻ và giúp bò sớm lên giống trở lại sau khi sinh.
Sự kết hợp giữa đa xuất noãn, cấy truyền phôi trên con cái và GTNT từ con đực đã cho
phép việc nhân nhanh thế hệ sau từ những con bò ưu tú về di truyền. Tuy nhiên, ET và
GTNT chỉ thể hữu ích khi đặt trong điều kiện tốt về chăn nuôi, dinh dưỡng và quản lý.
Một trong những yếu tố hạn chế của MOET là sự biến động và khó dự đoán số nang noãn
phát triển sau khi xử lý bằng kích dục tố (Mapletoft và Hasler, 2005). Thực tế, có rất ít
tiến bộ đạt được trong gây đa xuất noãn, số phôi (có thể sử dụng ET) trung bình trên một
Trang 26
bò cho phôi trong hai thập niên qua (Galli và cs, 2003; Thibier, 2005). Cũng như GTNT,
các quy trình MOET đã thúc đẩy sự phát triển kỹ thuật gây động dục và rụng trứng đồng
loạt nhằm giúp cho toàn bộ quy trình xử lý được thuận tiện và rút ngắn hơn nữa. Chuyển
phôi vào thời điểm cố định và chuyển phôi đông lạnh trực tiếp là những quy trình mới
hiện đang được sử dụng rộng rãi trên thế giới. Tuy nhiên, MOET hiện vẫn còn khá đắt,
phần lớn do chi phí nhân công và xử lý hormone. Vì những lý do đó, MOET sẽ tiếp tục
được sử dụng mạnh ở những trại bò giống hạt nhân.
4.3.2.CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG CHĂN NUÔI - CƠ HỘI VÀ THÁCH
THỨC TRÊN THẾ GIỚI HIỆN NAY
Ứng dụng CNSH trong chăn nuôi sẽ góp phần “nuôi dưỡng” con người trong
thế kỷ 21: Theo FAO, các quốc gia châu Á hiện có khoảng 3,3 tỷ người và sản
xuất ra 17g protein động vật/người/ngày. Trong khi tại Mỹ, trung bình một người
tiêu thụ khoảng 65-70g protein động vật/ngày. Ước tính, nhu cầu đạm động vật
trên toàn thế giới là khoảng 55g/người/ngày. Không thể sử dụng các kỹ thuật chăn
nuôi trong những năm 1940’s để cung cấp đủ nhu cầu đạm động vật cho gần 7,4 tỷ
người như hiện nay. Dân số thế giới tiếp tục tăng nhanh đến mức khoảng 8 tỷ vào
năm 2020 và 10 tỷ vào năm 2030, vì vậy nhu cầu thịt, trứng, sữa ngày càng gia
tăng. Trong khi đó, nếu ứng dụng CNSH trong chăn nuôi, chúng ta có thể nhanh
chóng cải thiện khả năng sinh trưởng, sản xuất và sinh sản của gia súc, từ đó
không những sản xuất được nhiều sản phẩm chăn nuôi có giá trị dinh dưỡng cao
(thịt, trứng, sữa) mà còn có thể sản xuất ra những chế phẩm sinh học có giá trị
trong lĩnh vực sức khoẻ con người.
Những lĩnh vực mới trong CNSH chăn nuôi:
Kỹ thuật tái tổ hợp DNA (recombinant DNA technique): là kỹ thuật hiện đại
cho phép thiết kế và chuyển những gien lạ vào trong cơ thể của gia súc, vì vậy
cho phép chúng ta điều khiển hoặc tạo ra những tính trạng đặc biệt trên gia súc.
Kỹ thuật tái tổ hợp DNA lần đầu tiên được thực hiện trên E. Coli vào năm 1973,
Trang 27
cho đến nay sau hơn 30 năm nghiên cứu và phát triển, kỹ thuật này đã được ứng
dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: nuôi cấy tế bào, thay đổi gien mục tiêu
trên gia súc, chế tạo ra những dược phẩm chỉ tác động lên những mô hay cơ quan
bị bệnh, sản xuất những chế phẩm vi sinh tiêu huỷ các hoá chất gây hại cho môi
trường...
Genomics: ngày nay người ta đã giải mã được toàn bộ bản đồ gien của người và
một số gia súc. Điều này đã cung cấp những hiểu biết chưa từng có trong lĩnh
vực di truyền học và cơ chế tế bào liên quan đến sự sinh sản, sinh trưởng và bệnh
tật.
Chuyển gien (Transgenic): trong lĩnh vực này, người ta hy vọng sẽ tạo ra những
gia súc có thể sản xuất ra những sản phẩm (trứng, sữa...) có giá trị cao sử dụng
như những dược phẩm hữu ích cho con người. Protein C, tác nhân gây đông máu,
được sản xuất từ những con bò biến đổi gien (do các nhà nghiên cứu Genpharm
tạo ra) hay protein giúp điều trị chứng nang xơ hoá được sản xuất từ những con
dê biến đổi gien... là những ví dụ điển hình cho sự hữu ích của kỹ thuật này.
Nhân bản gia súc (Animal Cloning): sau khi đã tạo được những gia súc mong
muốn, có thể sản xuất những sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao và có giá trị như những
dược phẩm hữu ích, người ta hy vọng sẽ nhân đàn gia súc này một cách nhanh chóng và
chính xác (về mặt di truyền) thông qua kỹ thuật nhân bản. Ngoài ra, kỹ thuật này cũng
được kỳ vọng trong việc sản xuất ra những cơ quan cần thiết cho việc ghép tạng nhằm
phục vụ cho việc điều trị bệnh trên người.
Khả năng thương mại hoá trong lĩnh vực CNSH chăn nuôi
Trong thế kỷ 21, cần chú trọng việc thương mại hoá các sản phẩm ứng dụng từ
CNSH. Nguời ta nhận thấy các sự kiện mới trong lĩnh vực này như: việc phát hiện ra một
hormone mới, một gien mới hay một phương pháp CNSH mới trong lĩnh vực phục vụ sức
khoẻ con người... dường như đều liên quan đến cơ hội đầu tư mới. VD điển hình khi Cty
Geron Corp. vừa công bố nghiên cứu liên quan đến tế bào gốc từ phôi người, có thể sử
dụng để phát triển thành các cơ quan nội tạng phục vụ cho việc điều trị thay thế, ngay sau
đó giá cổ phiếu của công ty này đã tăng lên 2,5 lần, trong khi giá cổ phiếu trên thị trường
Trang 28
đang ổn định và có chiều hướng suy giảm. Theo ước tính, thông qua mạng lưới thương
mại nông nghiệp, các sản phẩm CNSH sẽ thâm nhập vào cuộc sống của khoảng 60-70%
dân Mỹ với tốc độ rất nhanh. Trong lĩnh vực chăn nuôi, những nhà chăn nuôi trẻ nếu có
kiến thức và kỹ năng trong lĩnh vực tế bào, sinh học phân tử, tin-sinh học cũng như kỹ
năng tính toán, sử dụng máy vi tính sẽ có tương lai rất tươi sáng. Trong thế kỷ này, sẽ có
áp lực cao đối với các chủ trang trại trong việc ứng dụng công nghệ cao (như CNSH) để
có thể tồn tại được. Việc thành lập các doanh nghiệp thương mại-nông nghiệp đòi hỏi có
nhiều bộ phận quan trọng như: kinh tế, quản lý, tiếp thị... nhưng bộ phận nghiên cứu và
phát triển sản phẩm sẽ đóng vai trò chủ chốt.
Sự cần thiết kết hợp giữa các đơn vị nghiên cứu và các đơn vị kinh doanh
Nghiên cứu trong lĩnh vực CNSH (và cả những lĩnh vực khác) đòi hỏi phải có sự đầu
tư lớn và lâu dài. Đa số công việc thực hiện tại các cơ quan nghiên cứu đều nhận sự đầu
tư từ các cơ quan nhà nước. VD ở Mỹ các cơ quan nghiên cứu (nông nghiệp) sẽ nhận
được kinh phí đầu tư từ các cơ quan nhà nước như Tổ chức khoa học quốc gia (NSF),
Viện sức khoẻ quốc gia (NIH), Bộ Nông nghiệp liên bang... Ở Việt Nam, tình hình cũng
tương tự, các nhà khoa học tại cơ quan nghiên cứu cũng phải cạnh tranh (theo cơ chế đầu
thầu đề tài) để có thể nhận được kinh phí từ Bộ/Sở Nông nghiệp và PTNT hay Bộ/Sở
Khoa học & Công nghệ...Vì vậy, sẽ có cạnh tranh giữa các nhà khoa học để có thể nhận
được nguồn kinh phí này. Tuy nhiên, khả năng đạt lợi nhuận cao từ các nghiên cứu
CNSH đã hình thành sự liên kết giữa các cơ quan nghiên cứu và các đơn vị kinh doanh và
đây cũng là cơ hội tốt để tạo ra một nguồn đầu tư mới cho lĩnh vực nghiên cứu này. Sự
liên kết này là cơ hội tốt để phát triển kỹ thuật mới, nhanh chóng chuyển giao các kết quả
(nghiên cứu) cho các thành phần kinh tế khác và nhanh chóng được thương mại hoá để
phục vụ nhiều người hơn. Sự liên kết giữa 2 đối tác này đòi hỏi phải chú ý đến một số
vấn đề như: bản quyền, quyền sở hữu trí tuệ, giá trị đầu tư của hai bên... Sự liên kết này
hữu ích cho cả hai bên: các đơn vị kinh doanh có thể giảm bớt vốn đầu tư vào việc mua
sắm thiết bị và đào tạo nguồn nhân lực, đây vốn là 2 yếu tố sẵn có tại các cơ quan nghiên
cứu; Trong khi đó các cơ quan nghiên cứu có thêm nguồn kinh phí để nâng cấp các thiết
bị sẵn có, để thực hiện các nghiên cứu chuyên sâu (nhưng thực tiễn hơn vì buộc phải có
Trang 29
sản phẩm cụ thể, có khả năng thương mại hoá) và cải thiện nguồn thu nhập.
4.3.3.PHÁT TRIỂN KỸ THUẬT MỚI CHO CHĂN NUÔI HEO
Đối với những vấn đề liên quan đến môi trường, chính phủ Mỹ đã có luật quy định
giới hạn số lượng Phospho từ trong phân heo được phép thải ra trên 1 đơn vị diện tích
đất. Để đáp ứng quy định này, các nhà khoa học đã nghiên cứu những kỹ thuật mới như:
- Giảm hàm lượng phospho hữu cơ trong khẩu phần ăn của heo.
- Sản xuất và phát triển enzyme phytase phức hợp và những hệ thống biểu hiện
phytase (Lei và Stahl, 2001).
- Nghiên cứu sự liên quan giữa di truyền học và sự biến dưỡng của phospho trong
khẩu phần: việc phân tích sự biểu hiện của cả hai gien mục tiêu và gien chung
(global gene và targeted gene) đã được sử dụng nhằm xác định mục tiêu của phân
tích đa hình gien này (Hittmeier et al., 2006; Qu et al., 2007). Kết quả cho thấy sự
đáp ứng của các nhóm heo có kiểu gien này khác nhau đối với sự hạn chế phospho
trong khẩu phần là rất khác nhau.Trong nghiên cứu sâu hơn, các nhà khoa học đã
xác định có 11 kiểu di truyền khác nhau của heo rất nhạy cảm đối với việc thiếu
phospho trong khẩu phần (hàm lượng P trong khẩu phần thấp hơn 20% so với nhu
cầu theo NRC 1998).
Đối với những vấn đề liên quan đến mức độ sử dụng kháng sinh trong khẩu phần như
liệu pháp phụ để phòng bệnh và kích thích tăng trọng. Có nhiều quy định liên quan đến
việc này như FDA, 1999; FDA 2003; WHO, 2000 và đang hướng đến mục tiêu không
sử dụng kháng sinh cho những mục tiêu trên. Tuy nhiên, người ta ước tính chi phí do
chăn nuôi heo sẽ gia tăng khoảng 6 đô la Mỹ trên 1 con do sự cấm đoán này. Để đáp
ứng quy định này, các nhà khoa học đã ứng dụng công nghệ sinh học để:
- Sản xuất những liệu pháp điều trị biến dưỡng dựa trên nền tảng của protein từ những
loại vi khuẩn thông thường (như Escherichia coli)
- Sản xuất các loại kháng sinh mới từ vi khuẩn (như Escherichia coli) cũng như nghiên
cứu hiệu quả chống các mầm bệnh mà không ảnh hưởng đến súc khoẻ gia súc và con
người (Stahl et al., 2004; Callaway et al., 2004; Patton et al., 2007). Kết quả cho thấy,
Trang 30
với loại kháng sinh này, chỉ cần bổ sung khoảng 20mg/kg thức ăn trong khẩu phần heo
cai sữa, đã làm giảm đáng kể tỷ lệ tiêu chảy trên heo sau cai sữa gây ra bởi dòng vi
khuẩn F18 E. coli (Cutler et al., 2007).
4.4.TIỀM NĂNG TRONG Y HỌC
Tạp chí Blood tháng 12/2010 công bố ghép tế bào gốc chữa khỏi HIV, gây chấn động
giới khoa học thế giới. Song, liệu việc đó có trở thành liệu pháp phổ biến?
Cần hiểu rõ hơn cách chữa bệnh này
Timothy Ray Brown bị nhiễm HIV 10 năm, sau đó bị ung thư máu (leukemia) cấp dòng
tủy. Chữa ung thư máu bằng hóa trị thất bại. Tháng 2/2007, anh được ghép tủy lần đầu,
đồng thời ngừng dùng các thuốc chữa HIV. Một năm sau bệnh ung thư cũ tái phát anh lại
được ghép tủy lần thứ hai nhưng lần này thì ghép tủy của người cho có tế bào gốc mang
một gen đặc biệt có khả năng miễn dịch tự nhiên với HIV (tế bào gốc CCR5). Cả thời
gian dài sau khi ghép tủy lần hai và ngừng mọi thuốc điều trị HIV, Timothy Ray Brown
hoàn toàn khỏe mạnh, vừa không còn ung thư máu cấp dòng tủy lại vừa không còn nhiễm
HIV, hệ miễn dịch trở lại bình thường như trước khi nhiễm HIV. Đây được coi là trường
hợp chữa khỏi HIV.
Giá trị khoa học của thử nghiệm
HIV gây ra hội chứng suy giảm miễn dịch mắc phải (AIDS). Khi cơ thể bị nhiễm HIV sẽ
mắc thêm nhiều bệnh cơ hội khác dẫn đến tử vong. HIV luôn luôn biến đổi nên khó có
một kháng sinh ức chế như với vi khuẩn, virut khác. Một trong những cách chữa bệnh có
thể đặt ra là thay đổi hệ miễn dịch của người bệnh. Thử nghiệm chữa khỏi HIV ở trên
thực chất là thay thế hệ miễn dịch của người bệnh bằng hệ miễn dịch của người cho có tế
bào gốc CCR5 mang gen có khả năng miễn dịch tự nhiên với HIV, thông qua việc ghép
Trang 31
tủy của người cho để tạo ra các tế bào máu mới có tính năng đặc biệt này. Như vậy thử
nghiệm này đã chứng minh cùng một lúc lý thuyết khoa học về cơ chế gây bệnh của HIV
và hướng chữa nhiễm HIV (theo TS. Miachel Saag – Đại học Alabama).
Trên kính hiển vi điện tử, HIV-1 như nở ra từ tế bào lympho bị cấy.
Tỷ lệ người có tủy chứa tế bào gốc CCR5 mang gen có khả năng miễn dịch tự nhiên với
HIV ở người da trắng là 1%, ở với người da đen và người châu Á là 0%. Tìm ra được
người cho tủy không dễ, nếu tìm được thì giá thành sẽ rất cao.
Trước khi ghép tủy của người cho, phải dùng các hóa chất cực mạnh tiêu diệt hoàn toàn
tủy của người bệnh. Tức là, trong thời gian giao thời (trước khi ghép tủy cho đến khi
ghép tủy tạo ra các tế bào máu mới, hệ miễn dịch mới) thì người bệnh hoàn toàn mất hệ
miễn dịch của mình và sẽ bị bất cứ bệnh cơ hội nào khi có các tác nhân bên ngoài thâm
Trang 32
nhập. Tỷ lệ tử vong trong trường hợp này hơn 30% .
Sau khi ghép tủy của người cho tạo ra hệ miễn dịch mới, người bệnh còn phải dùng thuốc
chống thải loại lâu dài.Chi phí cho một ca ghép tủy chữa khỏi HIV như Timothy Ray
Brown là hàng trăm ngàn USD chưa kể thuốc chống thải loại về sau.
David Baltimon, người từng đoạt giải Nobel Y học 1975 hoan nghênh thành công này và
có ý tưởng thành lập ra công ty ghép tế bào gốc chữa HIV. Tất nhiên, việc chiết ra tế bào
gốc CCR5 từ tủy, rồi cho chúng phát triển thành tế bào máu mới là điều có thể thực hiện
được trong bối cảnh tiến bộ vượt bậc của công nghệ sinh học hiện nay. Điều này sẽ giải
quyết được sự khan hiếm tủy tự nhiên và ý tưởng thành lập công ty là hoàn toàn có thể.
Nhưng dù sao vẫn có tính mạo hiểm và giá thành vẫn cao.
Thử nghiệm chữa khỏi HIV có ý nghĩa khoa học cao nhưng vì những khó khăn lớn (cả về
mặt kỹ thuật và kinh tế) nên khó trở thành mliệu pháp phổ biến cho hàng triệu người
nhiễm HIV trên toàn thế giới và đa số đều thuộc diện nghèo khó. Có nghĩa là ở thời điểm
này, vẫn còn phải xác định nhiễm HIV là một đại dịch, thực tế chưa có cách chữa, phải
chủ động tránh nhiễm HIV bằng cách ngăn chặn các đường lây truyền HIV.
Điều trị tổn thương thần kinh bằng tế bào gốc
Các bác sĩ Argentina vừa thực hiện thành công ca cấy ghép tế bào gốc trung mô đầu tiên
trên thế giới vào não của một bệnh nhân bị liệt tứ chi, mở ra một hướng đi mới trong việc
trị liệu bằng phương pháp tái tạo tế bào.
Bác sĩ phẫu thuật Jorge Trainini, Giám đốc Bệnh viện Presidente Perón và là trưởngnhóm
điều trị, cho biết các nhà khoa học đã lấy một số tế bào gốc từ tủy xương của bệnh nhân,
phát triển và tiêm vào hành não qua một động mạch dẫn thẳng tới vị trí não bị tổn
thương. Bệnh nhân Alfredo Rivas, 49 tuổi, bị tổn thương não nghiêm trọng trong một vụ
cướp năm 2007 và đến tháng 8 vừa qua, nhóm điều trị của bác sĩ Trainini đã thực hiện ca
cấy ghép tế bào gốc đơn nhân đầu tiên với ông và ghi nhận tín hiệu tốt khi bệnh nhân bắt
Trang 33
đầu cử động đầu, hồi phục khả năng nhai và phát âm.
Tuy nhiên, bác sĩ Trainini cũng cảnh báo phương pháp mới không phải là “cây đũa thần”
và còn phải kiểm chứng xem có áp dụng được với các chấn thương não khác không
4.5.TIỀM NĂNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC ĐỘNG VẬT TRONG CHỮA BỆNH
CON NGƯỜI
Chữa bệnh Alzheimer bằng tế bào thần kinh nuôi trong phòng thí nghiệm
Bệnh Alzheimer được biết đến là một loại bệnh tiêu diệt các tế bào não cần thiết cho bộ
nhớ. Tuy nhiên, hiện nay chúng ta đã có thể tạo ra những tế bào não từ tế bào phôi gốc
trong phòng thí nghiệm. Bước đột phá này mở ra một con đường cho việc thử nghiệm
thuốc chống bệnh Alzheimer, và dấy lên hy vọng một ngày nào đó sẽ có thể cấy ghép các
tế bào thần kinh được nuôi trong phòng thí nghiệm vào não những người mắc chứng
Alzheimer để cải thiện trí nhớ của họ.
Các tế bào thần kinh cơ sở chịu tác động theo kiểu colin vào não trước thuộc tuýp bệnh
nhân Alzheimer nặng nhất. Bệnh nhân sẽ tử vong sớm trong tiến trình bệnh phát triển
hoặc mất trí và không có khả năng nhận thức môi trường xung quanh. Christopher
Bissonnette và các cộng sự tại Đại học Northwestern tại Evanston Illinois đã tiến hành
bước đầu tiên trong việc tạo ra những khám phá mới bằng cách nghiên cứu di truyền của
những tế bào thần kinh này.
Khi giải mã các tín hiệu di truyền biểu hiện sự phát triển của các tế bào thần kinh, các
nhà khoa học đã có thể buộc các tế bào phôi gốc phát triển theo cùng một hướng. Để bắt
đầu quá trình biến đổi, họ đã tạo ra các lỗ trên thành nhân tế bào gốc và đưa vào trong các
đoạn ADN và các protein điều khiển gen được gọi là các nhân tố phiên mã có liên quan
tới các tế bào thần kinh.
Khi các nhà nghiên cứu cấy ghép các tế bào thần kinh đã thiết kế vào não chuột, các tế
Trang 34
bào này tự len lỏi vào trong mô của vùng chân hải mã, vùng não có liên quan tới sự hình
thành trí nhớ. Sau đó, chúng bắt đầu sản sinh ra chất dẫn truyền thần kinh axetylcholin,
một chất cần thiết cho việc thu hồi trí nhớ.
Kỹ thuật mới này sẽ dẫn tới một phương thức chữa trị mới cho những bệnh nhân
Alzheimer. Chúng ta có thể có sẵn các tế bào thần kinh của người và nhanh chóng tạo ra
hàng nghìn loại thuốc. Nghiên cứu này sẽ có ích đối với liệu pháp thay thế tế bào, trong
đó, các bác sĩ sẽ ghép tế bào thần kinh được tạo ra trong phòng thí nghiệm vào não bệnh
nhân để thay thế các tế bào não bị phá hủy.
Trong một nghiên cứu chưa công bố, nhóm các nhà khoa học cũng đang xem xét liệu có
thể tạo ra các tế bào thần kinh này từ tế bào da người bằng cách gây cảm ứng vào các tế
bào da những chức năng giống như tế bào phôi gốc và sau đó chuyển hóa chúng thành tế
bào thần kinh. Sự chuyển hướng này sẽ tránh được các vấn đề đạo đức liên quan tới việc
sử dụng tế bào phôi người.
Nếu nhóm nghiên cứu thành công trong việc tạo ra tế bào thần kinh từ các tế bào da
người, trong tương lai, mỗi cá nhân sẽ có thể có dòng tế bào của riêng mình và sẽ có
dòng miễn dịch tương thích.
Bệnh thoái hóa khớp là một bệnh rất hay gặp và là một trong những nguyên nhân chính
gây giảm, mất khả năng vận động ở người cao tuổi. Trong khi đó, các phương pháp điều
trị hiện nay, cả nội khoa và ngoại khoa rất tốn kém nhưng cũng chưa đạt được kết quả
mong muốn. Tuy nhiên, với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ tế bào gốc nhiều năm
qua, người mắc bệnh khớp nói chung và thoái hóa khớp nói riêng hoàn toàn có thể trông
đợi vào việc ứng dụng tế bào gốc nguồn gốc mô mỡ để điều trị khỏi bệnh.
Cơ sở lý thuyết về điều trị tế bào gốc là: sự tổn thương của bất kỳ một tế bào, mô hay cơ
quan nào trong cơ thể sẽ tiết ra những chất hấp dẫn các tế bào gốc có trong cơ thể tập
trung, di chuyển đến vị trí tổn thương, kích hoạt tế bào gốc từ một loại tế bào không
chuyên biệt biến chuyển thành tế bào chuyên biệt tương ứng với mô, cơ quan tổn thương,
Trang 35
từ đó sửa chữa, tái tạo những tổn thương tại chỗ bằng cách xây dựng các mô lành mạnh
thay thế. Như chúng ta đã biết, thoái hoá khớp là hậu quả của quá trình cơ học và sinh
học làm mất cân bằng giữa tổng hợp và huỷ hoại của sụn và xương dưới sụn. Những thay
đổi về mặt hình thái, hóa sinh, phân tử và cơ sinh học của cả các tế bào sụn và chất cơ
bản dẫn đến sụn khớp trở nên mềm, lắng đọng fibrin, trợt loét, xơ hóa, trơ xương dưới
sụn, mọc gai xương và các hốc xương dưới sụn. Như vậy, trong thoái hóa khớp, khi đưa
các tế bào gốc nguồn gốc trung mô vào khớp bị thoái hóa, các tế bào gốc sẽ biệt hóa
thành các tế bào sinh sụn, từ đó tạo ra các tế bào sụn để tái tạo sụn khớp bị tổn thương.
Tế bào gốc hiện diện ở nhiều cơ quan trong cơ thể.
Thực hiện điều trị thoái hóa khớp gối bằng tế bào gốc nguồn gốc mô mỡ thế nào?
Trước tiên, cần thu thập mỡ bụng của chính bệnh nhân bằng phương pháp gây tê tại chỗ.
Đây là một kỹ thuật can thiệp tối thiểu ít gây xâm hại cho bệnh nhân.
Tách lấy tế bào gốc từ mỡ bụng và tách các yếu tố tăng trưởng nguồn gốc tiểu cầu từ
huyết tương tươi, sau đó trộn lẫn tế bào gốc thu được với dung dịch chứa các yếu tố tăng
Trang 36
trưởng để tạo thành môi trường thuận lợi cho sự phát triển của tế bào gốc.
Tế bào gốc sau đó cần được hoạt hóa bằng cách đưa hỗn dịch trên qua đèn laser chuyên
dụng, nơi tạo ra các bước sóng thích hợp có tác dụng hoạt hóa tế bào. Kết quả là thu được
hàng triệu tế bào gốc đã được hoạt hóa.
Cuối cùng là bước tiêm tế bào gốc đã được hoạt hóa vào khớp gối thoái hóa. Kỹ thuật
đưa tế bào gốc vào trong khớp cũng có hai cách: cách thứ nhất là tiêm trực tiếp tế bào gốc
vào trong khớp, bằng cách này, tế bào gốc sẽ tự thực hiện vai trò của nó một cách tự
nhiên mà không có sự can thiệp nào khác. Cách thứ hai là tạo ra các giá thể tổng hợp để
tế bào gốc bám vào, bằng cách đó có thể tạo ra các cấu trúc không gian ba chiều phù hợp
hình dạng và kích thước tổn thương của sụn khớp; hoặc đưa vào trong khớp tế bào gốc
cùng với những môi trường tự nhiên thuận lợi cho sự phát triển của chúng như collagen
týp 1, hyaluronan hay alginate.
Tế bào gốc có ở đâu?
Tế bào gốc được phân chia thành 4 nguồn chính, đó là tế bào gốc phôi, tế bào gốc thai, tế
bào gốc từ dây rốn và tế bào gốc từ người trưởng thành. Trong đó, việc sử dụng tế bào
gốc nguồn gốc từ người trưởng thành (adult stem cells- ASCs) là khả thi nhất. Tế bào gốc
ở người trưởng thành hiện diện ở nhiều cơ quan như tủy xương, máu ngoại vi, não bộ,
gan, tụy, da cơ… Trước đây, việc lấy tế bào gốc chủ yếu ở tủy xương và máu ngoại vi
nhưng số lượng thường ít, do đó hoặc phải lấy rất nhiều tủy xương hay máu, hoặc cần
phải nuôi cấy để đạt được số lượng tế bào cần thiết. Ngày nay, một số nghiên cứu cho
thấy lấy tế bào gốc nguồn gốc mô mỡ (Adipose Tissue Adult stem cells- AT-ASCs) là
một biện pháp tối ưu: mô mỡ, đặc biệt mỡ bụng có rất nhiều tế bào gốc; không phải nuôi
cấy phức tạp mà vẫn có thể lấy đủ số lượng tế bào gốc phục vụ điều trị; lấy mỡ bụng rất
đơn giản, chỉ cần gây tê tại chỗ vùng bụng để hút mỡ mà hầu như không gây tổn hại cho
bệnh nhân. Một ưu điểm của AT-ASCs là có nhiều đặc điểm tương tự tế bào gốc nguồn
gốc tủy xương. Cả hai đều có nguồn gốc từ lá phôi giữa trong thời kỳ phát triển của bào
Trang 37
thai nên còn gọi chung là tế bào gốc nguồn gốc trung mô. AT-ASCs có thể phát triển
thành các tế bào đặc hiệu nguồn gốc trung mô như tế bào mỡ, nguyên bào sợi, tế bào cơ,
xương, sụn… trong những môi trường có các yếu tố tăng trưởng phù hợp.
4.6.TIỀM NĂNG CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU Y SINH HỌC ỨNG DỤNG
“THƯ VIỆN KHÁNG THỂ” BỆNH CÚM GIA CẦM
Những thư viện kháng thể này hứa hẹn một liệu pháp mới có thể làm ngừng các trận dịch
lớn ngay tại chổ và cung cấp biện pháp điều trị cho những cá thể nhiễm bệnh, cũng như
mở ra tiềm năng lớn để sản xuất ra một loại vắc xin cúm gia cầm (có hiệu lực) toàn cầu.
Những phương án ngăn chận và điều trị mở rộng do thư viện kháng thể của Sea
Lane đề xuất sẽ giúp đở các chính phủ, các nhà khoa học, nhà quản lý sức khoẻ cộng
đồng những nguồn lực chưa từng có để chiến đấu hữu hiệu với mối đe doạ (cúm gia cầm)
trên toàn cầu này. Đã có 03 trận dịch xảy ra trên toàn cầu trong 100 năm qua, mỗi lần đều
để lại hậu quả tàn phá nghiêm trọng, trong khi đó với thư viện kháng thể cúm gia cầm
(H5N1) hy vọng sẽ làm ngừng các trận dịch từ giai đoạn ban đầu và cung cấp những biện
pháp điều trị hữu hiệu cho những trường hợp đã nhiễm bệnh. Các nhà nghiên cứu này đã
báo cáo rằng họ đã sản xuất những thư viện kháng thể chứa đựng hơn 300 kháng thể đơn
dòng có hoạt lực chống lại kháng nguyên H5N1 và chúng được sản xuất từ những đáp
ứng của hệ thống miễn dịch. Họ cũng xác định rằng những kháng thể trung hoà phổ rộng
này có hiệu quả chống lại một số type phụ (subtype) hiện nay của virus cúm gia cầm.
V. THÁCH THỨC
Mặc dù khoa học đã có khá nhiều thành công trong việc nghiên cứu tế bào gốc, nhưng
không phải mọi sự đã thuân lợi – vì khoa học còn chưa biết được – liệu các tế bào gốc
sau khi được chuyện hóa thành các loại mô, cơ, tế bào khác thì sẽ tồn tại được bao lâu,
chúng có bị thoái hóa không, chúng có thể phát triển sang một hướng khác như trở thành
tế bào ung thư hay không… tất cả những điều này phải chờ thời gian và chờ những
Trang 38
nghiên cứu thực nghiệm tiếp theo mới rõ được. Hơn nữa, hầu hết các nghiên cứu tế bào
gốc trong quá khứ cơ bản là được làm trên động vật, còn các nghiên cứu thực nghiệm
trên người chỉ mới gần đây và còn rất hạn chế do nhiều yếu tố.
Hiện tại chúng ta chưa có ngân hàng tế bào gốc, nếu chúng ta thành lập ngân hang tế
bào gốc từ dây rốn của các cơ thể sơ sinh , thì phải có quy mô, mua công nghệ, vốn đầu
tư,…đặc biệt, tế bào gốc từ dây rốn có thể cữa các bệnh về bỏng rất tốt, thay thế nhanh và
do biểu bì da không có máu, tính xung khắc miễn dịch không cao… cho nên nếu sử dụng
vào chữa bỏng thì rất tốt, hiệu quả - sau này nếu có chuyện đào thải của cơ thể thì cũng
không sao vì khi đó các vết bỏng đã lành, các lớp biểu bì mới sẽ đẩy lớp cũ đi.
Làm các nghiên cứu về tế bào gốc trên động vật thì đơn giản. Nhưng sau này, khi tạo
những sản phẩm dược liệu có thể đem ứng dụng chữa bệnh cho người thì rất cần đến
pháp lý. Ngoài việc đưa ra số liệu về lợi ích, về các thành quả của các nghiên cứu của
mình, nhà khoa học cần phải tính toán đến cả những yếu tố trái chiều để cảnh báo xã hội
Các nhà nghiên cứu tin rằng liệu pháp tế bào gốc sẽ là bước đột phá trong chứng bệnh
nan y trong y học. một số liệu pháp tế bào gốc đã được sử dụng để điều trị bệnh bạch cầu
cấp. Trog tương lai, các nhà nghiên cứu về y khoa có khả năng ứng dụng các công nghệ
xuất phát từ các cuộc nghiên cứu tế bào gốc để điều trị quy mô rộng lớn hơn bao gồm
bệnh ung thư, bệnh Parkinson, chấn thương tủy sống và tổn thương cơ… Tuy nhiên vẫn
Trang 39
còn thử thách lớn về xã hội và khoa học xung quanh vấn đề nghiên cứu tế bào gốc.
MỤC LỤC I. LỊCH SỬ CỦA NGÀNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC ĐỘNG VẬT .............................................. 1
1.1. Lịch sử của khoa học chuyển gen ở động vật ............................................................................ 2
1.2. Lịch sử của công nghệ tế bào gốc............................................................................................... 3
II. THÀNH TỰU ................................................................................................................................... 4
2.1. Ở NƯỚC NGOÀI ........................................................................................................................ 4
2.2. Ở VIỆT NAM .............................................................................................................................. 5
III. NHỮNG THUẬN LỢI VÀ KHÓ KHĂN CHO NGÀNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC ĐỘNG VẬT ....................................................................................................................................................... 8
3.1. Thuận lợi:........................................................................................................................................ 8
3.2. Khó khăn ...................................................................................................................................... 10
3.3.Khắc phục ...................................................................................................................................... 12
IV. TIỀM NĂNG CỦA NỀN CÔNG NGHỆ SINH HỌC ĐỘNG VẬT ................................................ 13
4.1. TIỀM NĂNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC TẾ BÀO GỐC ........................................................... 13
4.2 TIỀM NĂNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC HỖ TRỢ SINH SẢN .................................................. 19
4.2.1.HỖ TRỢ SINH SẢN. .................................................................................................................. 19
4.2.2.Nhật Bản: Tạo ra tinh trùng từ tế bào gốc đa năng ................................................................... 21
4.2.3.Ứng dụng kỹ thuật OPU (Ovum Pick up) trong việc sản xuất phôi bò in vitro ........................ 22
4.2.4 Công nghệ sinh sản ..................................................................................................................... 23
4.3.TIỀM NĂNG TRONG KỸ THUẬT DI TRUYỀN ....................................................................... 26
4.3.1.Thế hệ thứ hai của công nghệ sinh sản trên bò .......................................................................... 26
4.3.2.CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG CHĂN NUÔI - CƠ HỘI VÀ THÁCH THỨC TRÊN THẾ GIỚI HIỆN NAY ................................................................................................................................. 27
4.3.3.PHÁT TRIỂN KỸ THUẬT MỚI CHO CHĂN NUÔI HEO ..................................................... 30
4.4.TIỀM NĂNG TRONG Y HỌC ..................................................................................................... 31
4.5.TIỀM NĂNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC ĐỘNGVẬT TRONG CHỮA BỆNH CON NGƯỜI.. 34
4.6.TIỀM NĂNG CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU Y SINH HỌC ỨNG DỤNG ........................................ 38
V. THÁCH THỨC ............................................................................................................................ 38
Trang 40
