TIỂU LUẬN: Ứng dụng công nghệ sinh học trong sinh sản

Bài tiểu luận: Nhóm 10

ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG…………………

TIỂU LUẬN

Ứng dụng công nghệ sinh học trong sinh sản

GVDH: Trần Thị Phương Nhung

1

Bài tiểu luận: Nhóm 10

ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN

I. Ứng dụng nuôi cấy TBĐV và người

1.1. SX vaccin virus, huyết thanh

1.1.1. Vaccin sống

Một vài vaccin sống đã đáp ứng về cơ bản những tiêu chuẩn cho một vaccin lý tưởng. Đó là: Có khả năng tạo ra một sự bảo vệ suốt đời với một phản ứng tối thiểu ở gần như toàn thể những người đã nhận một hoặc hai liều vaccin. Những vaccin loại này chứa các vi sinh vật thường là các virus; chúng gây nhiễm các tế bào và nhân lên ở túc chủ, giống như sự nhân lên của vi sinh vật hoang dại gây ra nhiễm khuẩn tự nhiên. Như vậy, vi sinh vật có trong vaccin sẽ gây ra một đáp ứng miễn dịch của cơ thể giống như đáp

ứng với vi sinh vật hoang dại. Vaccin sống đã được giảm độc lực, tức là khả năng gây bệnh của vi sinh vật hầu như đã được loại bỏ bằng các thủ thuật sinh học hay kỹ thuật. Các vaccin sống thường tạo ra cả hai loại miễn dịch, đó là miễn dịch dịch thể (kháng thể) và miễn dịch tế bào (tế bào Limpho T).

Vaccin sống gồm có 2 loại sau:

1.1.1.1. Vaccin cổ điển

Thuật ngữ “cổ điển” đề cập tới những chiến lược vaccin không dùng tới công nghệ rADN. Chiến lược vaccin cổ điển đầu tiên làm giảm độc lực trong nuôi tế bào đã trở nên hiện thực trong các thập kỷ 40 và 50 với nuôi tế bào hiện đại invitro (trong phòng thí nghiệm) và khả năng nuôi virus trong các nuôi tế bào đó, tạo ra vaccin uống poliovirus, các vaccin tiêm như sởi, quai bị, thuỷ đậu, rubella. Một cách chế tạo vaccin cổ điển thứ

hai là phân lập và nuôi virus động vật, gây ra một bệnh động vật tương tự như bệnh ở người. Virus động vật này tạo ra được miễn dịch ở người nhưng không gây bệnh cho người. Đó là trường hợp Jenner đã dùng virus Vaccina (đậu bò) để làm vaccin phòng bệnh đậu mùa ở người (Variola virus) 200 năm về trước. Chính vaccin này đã dẫn đến việc thanh toán bệnh đậu mùa trên phạm vi toàn thế giới vào giữa thập kỷ 70, đây cũng chính là căn bệnh đầu tiên được thanh toán bằng vaccin.

GVDH: Trần Thị Phương Nhung

2

Bài tiểu luận: Nhóm 10

ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN

Hình 1: Kiểm tra mẫu dưới kính hiển vi điện tử

1.1.1.2. Vaccin tái tổ hợp

Có 2 hướng trong đó công nghệ rADN đã được ứng dụng để phát triển những

vaccin virus sống mới: Ứng dụng thứ nhất là tạo ra những biến đổi đặc hiệu hoặc những xoá bỏ ở gen của virus, điều đó sẽ làm cho virus được giảm độc lực một cách vững bền. Như vậy, chúng sẽ không còn có khả năng quay trở lại độc lực. Đây là hướng đi tạo vaccin H5N1 của Viện Vệ sinh dịch tễ TƯ (Hà Nội). Ứng dụng thứ hai của công nghệ ADN cho việc phát triển những vaccin sống mới là làm cho những virus trở thành các vecto của những Polypeptit “ngoại lai” hay những Epitop peptit từ những tác nhân gây bệnh khác của người. Mục đích tạo ra những vecto như vậy là để giới thiệu Polypeptit

hay peptit ngoại lai cho hệ thống miễn dịch, trong khuôn khổ của một virus sống, làm sao cho hệ thống miễn dịch đáp ứng với Polypeptit ngoại lai như một kháng nguyên miễn dịch “sống”. Như vậy sẽ phát triển được một miễn dịch rộng rãi hơn (dịch thể, tế bào hay cả hai). Là một phần của một virus sống, Polypeptit ngoại lai được biểu thị bên trong bào tương của tế bào bị nhiễm, được làm gẫy thành những đoạn peptit, rồi được chuyển vận tới bề mặt của tế bào. Từ đó, chúng sẽ kích thích sự đáp ứng của tế bào Limpho T độc với tế bào. Vecto virus mẫu thường được dùng rộng rãi trong việc tạo ra vaccin sống mới là virus đậu mùa. Để làm cho virus này trở thành một vecto, phải tạo ra một plasmid có

chứa gen cho polypeptit ngoại lai, với những trình tự nối tiếp hướng sự biểu thị của nó vào trong các tế bào, sự kết hợp đó được gọi là “một cát xét biểu thị”. Virus Vaccinia và cát xét biểu thị được đưa cùng vào nuôi tế bào, các tế bào có thể tiếp nhận cả hai cùng một lúc vào trong bào tương. Ở đó xảy ra quá trình tái tổ hợp, sản xuất ra một virus Vaccinia tái tổ hợp biểu thị ra Polypeptit ngoại lai.

GVDH: Trần Thị Phương Nhung

3

Bài tiểu luận: Nhóm 10

ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN

Hình 2: Sản xuất vaccin ADN

1.1.2. Vaccin bất hoạt

So với vaccin sống thì các vaccin bất hoạt dễ sản xuất hơn. Theo định nghĩa, các vaccin bất hoạt không thể nhân lên hoặc lan tỏa để có thể gây ra bệnh. Nói chung, chúng được dung nạp tốt hơn, đặc biệt phần lớn các vaccin bất hoạt đã qua xử lý tinh khiết để loại bỏ các đại phân tử khác. Ngoài ra, do công nghệ phát triển hiện nay, có thể dễ thực

hiện được việc sản xuất các vaccin bất hoạt. Khả năng tạo miễn dịch của một vaccin bất hoạt thường được nâng cao nhờ thêm tá dược. Tá dược duy nhất được cấp giấy phép dùng cho người là muối nhôm hydroxit hay photphat, đã được dùng tiêm cho hơn 1 tỷ người trên toàn cầu. Kháng nguyên của vaccin gắn một cách vững bền vào muối nhôm nhờ tác động tương hỗ iôn và làm thành một hỗn dịch. Các vaccin chết thường có chức năng kích thích các đáp ứng miễn dịch dịch thể, cũng như khởi động cho miễn dịch tế bào.

1.1.2.1. Vaccin bất hoạt nguyên tế bào

Sản xuất vaccin bất hoạt nguyên tế bào vi khuẩn hay toàn hạt nhỏ virus, với mục đích kích thích việc hình thành các kháng thể đối với nhiều kháng nguyên; một vài vaccin còn có tác dụng trung hoà tác nhân gây bệnh. Trong trường hợp vaccin viêm gan A chẳng hạn, các tế bào bị nhiễm virus viêm gan A được làm dung giải bởi các hạt virus đã tinh khiết bằng phương pháp sinh hoá học, bất hoạt bằng Formalin, rồi sau đó hấp phụ vào

GVDH: Trần Thị Phương Nhung

4

Bài tiểu luận: Nhóm 10

ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN

một muối nhôm.Chiến lược cổ điển này dẫn đến việc sản xuất ra những vaccin có hiệu lực, đến nay vẫn còn là một công nghệ lựa chọn cho nhiều vaccin virus.

1.1.2.2. Vaccin bất hoạt protein

Đối với nhiều tác nhân gây bệnh thì việc phát triển một vaccin dựa trên Protein là

chiến lược được lựa chọn. Phương pháp chế tạo ra một vaccin dựa trên Protein bằng các kỹ thuật miễn dịch, di truyền và sinh hoá học xác định tính đặc hiệu kháng nguyên. Kỹ thuật nói trên cho phép các biểu vị bảo vệ và những Polypeptit được xác định rất đặc hiệu. Vaccin viêm gan B làm từ nguồn huyết tương người là vaccin đầu tiên trong thể loại này. Protein bề mặt của virus viêm gan B (HBsAg), được xác định là một Lipoprotein, một kháng nguyên có những biểu vị bảo vệ trên bề mặt. HBsAg lấy từ huyết tương của những người mang virus viêm gan B mãn được tinh khiết rồi bất hoạt để làm

vaccin. Vaccin viêm gan B tái tổ hợp là ứng dụng đầu tiên của công nghệ rADN cho việc sản xuất vaccin dùng cho người.

Định hướng phát triển vaccin mới:

Để phát triển 1 vaccin mới có nhiều trở ngại thường làm nản lòng các nhà nghiên cứu và đầu tư:

- Cần thời gian lâu 10-20 năm

- Rủi ro cao: Khoảng 80% gặp thất bại trong nghiên cứu lâm sàng

- Không ngạc nhiên khi các doanh nghiệp nhà nước ở các nước tư bản không tiếp tục phát triển sản xuất vaccin nữa.

- Báo trước/tồn tại một hố sâu ngăn cách giữa cam kết của cộng đồng quốc tế, quốc gia về nhu cầu sức khỏe cộng đồng với vấn đề thương mại.

- Các tổ chức thương mại luôn cân nhắc về khả năng thu hồi vốn, giá cả và thị trường.

Nói chung, để phát triển vaccin mới cần xem xét các vấn đề công nghệ sau:

So sánh công nghệ bào chế “Cổ điển”:

- Vaccin sống giảm độc lực hay được bất hoạt.

- Vaccin nguyên tế bào hay vaccin tiểu đơn vị“ Mới”:

- Những vecto sống, vật lây truyền khác.

- Những mầm bệnh được biến đổi về di truyền.

- Cộng hợp.

- Tá dược.

GVDH: Trần Thị Phương Nhung

5

Bài tiểu luận: Nhóm 10

ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN

- Hấp thu qua niêm mạc.

- Tái tổ hợp ADN.

- Những kỹ thuật phát hiện kháng nguyên.

- Các thiết bị chiết tách.

Với các tế bào vi khuẩn hoặc nấm men đã được lắp ghép thêm các gen mới, người ta có thể nuôi cấy ở quy mô lớn sản xuất các loại protein kháng nguyên để chế tạo ra các loại vaccin thế hệ mới. Ưu điểm của các loại vaccin này là:

- Rất an toàn vì không sử dụng các tác nhân gây bệnh.

- Giá thành hạ vì không phải nuôi cấy trên phôi gà hoặc trên các tổ chức động vật, trong các thiết bị đắt tiền.

- Hạn chế được kinh phí kiểm định.

- Hạ thấp giá thành trong bảo quản và vận chuyển.

Thuộc về các loại vaccin thế hệ mới có thể kể đến vaccin kháng nguyên nhân tạo, vaccin riboxom, vaccin các mảnh của virus, vaccin công nghệ ADN.

Các vaccin chống ung thư gan nguyên phát, chống ung thư cổ tử cung , chống ung thư bạch cầu Burkih là những bước tiến quan trọng đầu tiên của con người trong việc tìm kiếm biện pháp miễn dịch chống hiểm hoạ ung thư. Nhờ ghép được ADN của vi khuẩn Hansen vào vi khuẩn E.coli mà người ta hy vọng làm ra được vaccin chống phong thế hệ

hai ngừa một bệnh nan y đang làm khổ sở 15 triệu người trên thế giới. Theo Vane và Cuatrecasas (1984) có thể tóm tắt các tiến bộ lai của vaccin tương lai như sau:

- Vaccin thông thường: Vaccin sống giảm độc và vaccin bất hoạt mà việc sản xuất chủ yếu dựa trên kiến thức kinh nghiệm.

- Vaccin cải tiến: việc sản xuất dựa trên nuôi cấy invitro (kể cả tế bào động vật có vú), nắm chắc tính chất các kháng nguyên hiểu biết rõ các vị trí sinh miễn dịch và ADN của chúng.

- Vaccin protein đơn: bao gồm việc phân lập kháng nguyên tinh khiết sao nhân mã hoá các kháng nguyên đó, phân tích cấu trúc bậc nhất đưa vào sử dụng công nghệ kháng thể đơn dòng và tá dược cải tiến.

- Vaccin peptit tổng hợp: việc chế tạo dựa trên hoá miễn dịch, nghiên cứu cấu trúc peptit trên máy tính và hiểu biết cơ chế của hiện tượng cộng hợp.

- Vaccin qua đường uống, khí dung và thực phẩm.

Các dạng trình bày mới của vaccin tương lai:

GVDH: Trần Thị Phương Nhung

6

Bài tiểu luận: Nhóm 10

ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN

Đó là các loại: ADN tái tổ hợp di truyền, vaccin ăn qua miệng, vaccin tinh thể Trehaloz, vaccin dán trên da.Một gen kháng nguyên được ghép vào hệ gen của một vi khuẩn hay virus (vecto) dưới sự điều hoà của một promoter, rồi gây nhiễm cho cơ thể, kích thích tạo miễn dịch. Vaccin tái tổ hợp có vecto dẫn truyền này, cũng như loại hình

vaccin sống giảm độc, còn nhiều hạn chế. Trước hết nó khá cồng kềnh do phải duy trì nguồn virus hay vi khuẩn sống. Do vậy, người ta phải tìm kiếm một phương thức khác, đưa gen kháng nguyên vào một vecto đơn giản là plasmid. Thực nghiệm cho thấy, khi đưa ADN của một loại plasmid tái tổ hợp mang gen kháng nguyên ngoại lai vào cơ thể thì cơ thể lại tạo miễn dịch chống lại.Vaccin nucleic bao gồm vaccin ADN và vaccin ARN. Đó là các ADN hoặc ARN của một loại plasmid tái tổ hợp mang gen kháng nguyên ngoại lai và promoter.

- Vaccin tái tổ hợp dùng tiêm

Loại vaccin này đang tạo một cuộc cách mạng trong công nghệ sản xuất vaccin. Năm 1989, Gustav (USA) tình cờ phát hiện ra liệu pháp gen trong phòng thí nghiệm dùng tế bào động vật có vú sản xuất một loại protein mã hoá trong gen. Ba năm sau, S. Johnston ở đại học Texas phát minh kỹ thuật nhân chuỗi ADN tạo sản phẩm protein ngoại lai trên tế bào động vật. Từ protein đến vaccin phải chờ đến bước đột phá tiếp theo của các nhà bác học Mỹ Harriet Robinson, David Weiner và nhóm S.Johnstons tiến hành

thành công vào năm 1991.

Vaccin ADN có tác dụng chống ung thư, chữa bệnh tự miễn dịch và dị ứng. Vaccin ADN có khả năng dung nạp cao, an toàn, ổn định và hiệu quả kéo dài so với vaccin cổ điển. Ngoài ra, việc dễ dàng sản xuất lớn, giá thành chấp nhận được rất có lợi

cho các nước đang phát triển.

- Vaccin ăn qua miệng (thực phẩm)

Giữa những năm 80, RoyCutiss III và Guy Gardinau (USA) đề xuất ý tưởng cấy gen ADN ngoại lai của virus, vi khuẩn vào thực vật. Năm 1992 nhà thực vật học Boyce Thompson ở New-York có ý tưởng làm vaccin tự nhiên cho người qua việc ăn các thực phẩm cấy gen trên. Hiện đã có ít nhất 5 công ty công nghệ sinh học lớn đang nghiên cứu phát triển vaccin “ăn” được kiểu này.

- Vaccin hóa học dùng tinh thể “Trehaloz” làm “vật mang”

Là loại đường đôi có nhiều trong các mô sinh học, có khả năng tích trữ năng lượng để duy trì sự sống khi gặp điều kiện bất lợi. Năm 1990 B.Roz ở Anh đã đề xuất việc gắn các kháng nguyên với tinh thể này và xoa trên da, dễ dàng xâm nhập vào mô sống phóng thích kháng nguyên như kiểu tiêm chủng cổ điển. Trehaloz còn là tá dược đông khô vaccin, dạng khí dung dùng qua đường thở (vaccin cúm). Nhờ khả năng bắt giữ và thải

GVDH: Trần Thị Phương Nhung

7

Bài tiểu luận: Nhóm 10

ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN

chậm, vaccin Trehaloz rất ổn định luôn giữ được công hiệu cao trong thời gian dài ở bất kỳ nhiệt độ bảo quản nào (60oC/1 tháng không mất công hiệu).

- Vaccin dán trên da

Người Mỹ cho rằng việc thấm qua da cũng là một cách đưa vaccin vào tiếp cận hệ

thống miễn dịch của cơ thể người. Nhóm nghiên cứu của G.Glenm đã thử dán miếng giấy thấm chứa độc tố tả CT. CT là chất kích thích miễn dịch mạnh nhưng nếu được làm giảm độc tính (các tiểu phần) thì chính nó trở thành một tá dược chuẩn cho nhiều loại vaccin khác, việc đưa CT qua da rất an toàn sau khi thử trên một số người tình nguyện. Thử với LT của E.coli trên chuột cũng cho kết quả tốt. Đã có 30 loại kháng nguyên làm vaccin thử ở dạng này (bạch hầu, uốn ván, cúm, dại …) thậm chí không gây miễn dịch chéo với CT. “Miễn dịch qua da” đã bước đầu được thử trên 18 người tình nguyện với hai kháng

nguyên CT và LT dán trên cánh tay trong 6 giờ. Sau 3 tuần đo hiệu giá kháng thể thấy rất cao, không gây phản ứng phụ so với chứng. Có thể vaccin này sẽ phải cải tiến bằng việc thay dùng trực tiếp các độc tố vi khuẩn bằng các vector plasmid ADN.

- Vaccin khí dung: Phun xịt qua đường hít thở (Vaccin cúm…)

Phân loại Vaccin

Vaccin có thể là các virus hoặc vi khuẩn sống, giảm độc lực, khi đưa vào cơ thể không gây bệnh hoặc gây bệnh rất nhẹ. Vaccin cũng có thể là các vi sinh vật bị bất hoạt, chết hoặc chỉ là những sản phẩm tinh chế từ vi sinh vật.

- Vắc xin thế hệ thứ 1:

+ Vaccin bất hoạt ( Vaccin vi khuẩn chết) là các vi sinh vật gây bệnh bị giết bằng hóa chất hoặc bằng nhiệt. Thí dụ: các Vaccin chống cúm, tả, dịch hạch và viêm gan siêu vi A.

Ưu điểm: An toàn hơn vì các vi sinh vật không còn khả năng phục hồi dạng độc

Nhược điểm:

- Tính miễn dịch kém hơn, hầu hết các Vaccin loại này chỉ gây đáp ứng miễn dịch

không hoàn toàn và ngắn hạn, cần phải tiêm nhắc nhiều lần.

- Đắt hơn

+ Vaccin vi khuẩn, virus sống, giảm độc lực là Vaccin chứa toàn bộ tế bào vi khuẩn hoặc vi rus được nuôi cấy dưới những điều kiện đặc biệt nhằm làm giảm hoạt lực, giảm đặc tính độc hại của chúng.

Ưu điểm: Có khả năng tạo đáp ứng miễn dịch cao do chúng nhân lên theo chu kỳ thời gian trong cơ thể. Vaccin điển hình loại này thường gây được đáp ứng miễn dịch dài

GVDH: Trần Thị Phương Nhung

8

Bài tiểu luận: Nhóm 10

ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN

hạn và là loại Vaccin được ưa chuộng dành cho người lớn khỏe mạnh. Các Vaccin ngừa bệnh sốt vàng, sởi, bệnh ban đào và quai bị đều thuộc loại này.

Vaccin sống ngừa bệnh lao không phải là dòng vi khuẩn lao gây bệnh, mà là một dòng lân cận được gọi là BCG.

Nhược điểm: Các Vaccin loại này có thể gây nguy hiểm vì chúng có thể không ổn định và có thể trở lại dạng độc gây bệnh. Ví dụ , Vaccin bại liệt có thể gây chứng bại liệt cho trẻ được tiêm chủng với tỉ lệ 3/106 (tại Mỹ, theo Girard,1985). Tiêm chủng Vaccin đậu mùa có thể gây viêm não tỉ lệ 5/106 (tại Mỹ, theo Girard,1985).

+ Vaccin có nguồn gốc từ độc tố anatoxin: Ngoài vắc xin chứa toàn bộ tế bào vi sinh vật, một số thành phần tiết ra của chúng cũng có khả năng kích thích miễn dịch đã được biết như các độc tố (toxoid). Vaccin loại này chứa các độc tố đã làm bất hoạt ( gọi là giải độc tố hay anatoxin). Các độc tố được chế tạo thành sau khi đã được ủ với formalin cho đến khi mất độc tính. Ví dụ như Vaccin giải độc tố uốn ván hay bạch hầu.

Phối hợp vacxin:

Mục đích chính của việc phối hợp vacxin là làm giảm bớt số mũi tiêm chủng hoặc làm

giảm bớt số lần tổ chức tiêm chủng.

Có hai loại phối hợp vacxin:

- Tiêm chủng vacxin phối hợp (trộn các vacxin với nhau, tiêm chủng cùng một lần, cùng một đường).

- Tiêm chủng nhiều vacxin riêng biệt trong cùng một thời gian, có thể ở các vị trí khác nhau hoặc theo những đường khác nhau.

Phối hợp vacxin phải đảm bảo giữ được hiệu lực tạo miễn dịch và không gây ra tác hại

gì. Hiệu lực tạo miễn dịch đối với mỗi thành phần vacxin ít nhất phải bằng khi chúng được tiêm chủng riêng rẽ. Một số trường hợp khi phối hợp vacxin sẽ tạo ra được đáp ứng miễn dịch mạnh hơn. Ngược lại có những trường hợp phối hợp không hợp lý làm giảm hiệu lực tạo miễn dịch. Sự phối hợp vacxin hợp lý sẽ không làm tăng tỷ lệ phản ứng phụ. Nghĩa là độ an toàn vẫn được đảm bảo như khi chúng được tiêm chủng riêng rẽ ở những thời gian khác nhau.

- Vắc xin thế hệ thứ 2:

Vaccin thế hệ thứ 2 và thế hệ thứ ba đều là văc-xin tái tổ hợp sẽ thay thế hoàn toàn Vaccin cổ điển còn được gọi là subunit Vaccin. Đó là loại Vaccin chỉ sử dụng những antigen của vi sinh vật (subunit) thích hợp nhất để kích thích tạo đáp ứng miễn dịch mạnh nhất. Với công nghệ gen hiện đại, các antigen này được tổng hợp bằng cách cắt đoạn gen tổng hợp nên protein đặc trưng cho vi sinh vật gây bệnh, ghép gen này vào bộ gen của vi

GVDH: Trần Thị Phương Nhung

9

Bài tiểu luận: Nhóm 10

ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN

khuẩn, của nấm men khác hay tế bào nuôi cấy để tạo ra protein đặc hiệu cho mầm bệnh, dùng protein này đề tiêm chủng tạo miễn dịch đặc hiệu. Ưu điểm của Vaccin loại này là:

Kháng nguyên sẽ dùng để kích thích miễn dịch được phan lập từ phần lành tính, không gây bệnh của vi sinh vật gây bệnh, và được tổng hợp bằng các tế bào vi sinh vật hay động vật đã được lắp ráp gen, đảm bảo được tính an toàn trong sản xuất

Dạng văc-xin này an toàn vì ít chất lạ hơn và không chưa toàn bộ gen của vi sinh vật nguyên thủy và khhong tái sản xuất trong cơ thể nhận, ít tác dụng phụ, khả năng miễn dịch cao.

Giảm giá thành sản xuất, vì thay thế được các công đoạn đắt tiền bao gồm môi trường nuôi cấy mô động vật hoặc phôi bằng các môi trường nuôi cấy vi sinh vật thông thường, tương đối đơn giản. Ngoài ra không phải trang bị tốn kém cho vấn đề đảm bảo tính an toàn cao (ví dụ Vaccin thông dụng chống bệnh lở mồm long móng thường có giá thành cao do sản xuất đòi hỏi nhà xưởng phải an toàn). Giá thành bảo quản và vận chuyển thấp nhờ giảm được các yêu cầu về làm lạnh và đông khô.

Tránh được việc phải thử nghiệm tính an toàn trên qui mô lớn, vì Vaccin không

chứa tác nhân gây bệnh

Một điển hình của Vaccin dạng này là Vaccin phòng viêm gan virus B thế hệ II. Đó là Vaccin tạo bằng cách lây nhiễm vius viêm gan B vào tế bào chủ cho virus sản xuất kháng nguyên. Sau đó tách chiết và gây bất hoạt virus để tạo Vaccin. Hạn chế là kỹ thuật chiết tách kháng nguyên phức tạp và tốn kém.

( ADN tái tổ hợp là ADN lai tìm được in-vitro (trong ống nghiệm) bằng cách tổ hợp hai nguồn ADN thuộc hai loài khác nhau.)

- Vắc xin thế hệ thứ 3:

Là văc-xin tái tổ hợp trong đó các antigen đặc hiệu được tổng hợp từ ADN của vi sinh vật được phối hợp với các tá dược làm gia tăng tính miễn dịch.

MiễnLà văc-xin tái tổ hợp trong đó các antigen đặc hiệu được tổng hợp từ ADN của vi sinh vật được phối hợp với các tá dược làm gia tăng tính miễn dịch.

Miễn dich gia tăng: là cách để làm tăng mức kháng thể vì làm kích thích tế bào nhớ ( stimulating the memory celles). Một số hợp chất có khả năng làm gia tăng hiệu quả của Vaccin vius hoặc Vaccin toxoid do làm gia tăng sự kìm chế kháng nguyên trong hệ thống bạch huyết. Các chất này được gọi là các chất hỗ trợ (Adjuvant).

Các chất hỗ trợ: Đối với Vaccin toxoid dùng adjuvant gồm có aluminum sunfate và aluminum hydroxid, còn đối với Vaccin vius dùng dầu vô cơ và dầu phộng.

GVDH: Trần Thị Phương Nhung

10

Bài tiểu luận: Nhóm 10

ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN

Cơ chế tác dụng: một phần các chất adjuvant sẽ liên kết với kháng nguyên và sẽ làm kháng nguyên dễ bị đánh bắt bởi macrophage, đồng thời có thể làm cho các lymphocytes nhận diện các kháng nguyên đã liên kết một cách hiệu quả hơn các kháng nguyên ở dạng hoà tan.

Có 3 vấn đề kỹ thuật quan trọng cần được giải quyết:

- Cần phải nhận biết được antigen đặc hiệu cao có tác dụng kích thích sự miễn dịch.

- Việc nuôi tế bào sống phải tái tạo lại được cấu trúc các antigen cần sản xuất.

- Kích thước của antigen sau đó phải được tăng lên để thúc đẩy sự thực bào và đáp ứng miễn dịch.

Phương pháp này dùng để tổng hợp Vaccin ngừa vius viêm gan là một subunit chế từ kháng nguyên bề mặt (HbsAg), tổng hợp trong tế bào nấm men hay động vật nuôi cấy đã lắp ráp gen (Tiollais,1984, Giard, 1985); Chế phẩm đã được tinh chế, loại bỏ các protein và các đoạn ADN của chính tế bào chủ. Vaccin này có ưu điểm là không chế tạo từ máu người đã nhiẽm vius như trước đây nên tránh được tiếp xúc với máu nhiễm HIV. Vius viêm gan B có vỏ ngoài lypoprotein. Kháng nguyên bề mặt là protein chính của vỏ

ngoài, được phát hiện trong máu người bị nhiễm: Vào năm 1963, người ta đã phát hiện trong huyết thanh bệnh nhân ưa chảy máu một kháng thể tác dụng được với kháng nguyên (virus), đến năm 1968, nó được xác định là kháng nguyên bề mặt của huyết thanh bệnh nhânviêm gan B (gọi là HbsAg).

Một Vaccin khác là Vaccin sởi thế hê mới được điều chế ở trung tâm nghiên cứu vi sinh học ứng dụng (Porton Down nước Anh) với sự hợp tác của trường Đại học Nữ Hoàng (Belfast) có chứa hai thành phần kháng nguyên, một ngưng kết tố hồng cầu và một protein liên kết, cả hai được tổng hợp bằng kỹ thuật tái tổ hợp ADN. Đó còn gọi là vắc- xin đa trị. Một Vaccin khác là văc-xin dịch tả được sản xuất từ những genes tạo toxin của vi khuẩn dịch tả đã được triển khai sản xuất từ năm 1993.

- Dạng kháng – kháng thể Vaccin (Anti-idiotypic vaccines):

Một hướng mới trong điều chế là dùng các kháng –kháng thể làm Vaccin. Kháng – kháng thể đóng vai trò nhái lại cấu trúc của kháng thể đã được antigen từ vi sinh vật tạo thành nhưng chúng an toàn hơn. Nguyên tắc sản xuất Vaccin này như sau:

Đầu tiên sản xuất kháng thể chống lại kháng nguyên Ab1. Kháng thể loại này gọi

là diotypic.

Sau đó diotipic được tiêm vào thú để tạo kháng kháng thể Ab2 ( gọi là anti

diotypic Ab2). Trong cấu trúc của kháng- kháng thể có phần trùng với kháng nguyên.

GVDH: Trần Thị Phương Nhung

11

Bài tiểu luận: Nhóm 10

ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN

Ab2 bây giờ có vai trò như một antigen xác định nhưng đơn giản hơn so với antigen nguyên thủy ban đầu và được dùng làm vacxin.

Cơ thể nhận được Vaccin chứa Ab2 sẽ đáp ứng tạo kháng thể Ab3.

Nếu sau đó hệ miễn dịch tiếp xúc với antigen nguyên thuỷ, Ab3 sẽ phản ứng với

antigen, phá huỷ hoặc làm mất hoạt tính của chúng.

Ưu điểm:

- Không phải tiêm vi sinh vật sống hoặc chết vào cơ thể.

- Vaccin này chuyên biệt cao vì chống lại trực tiếp phàn antigen đặc trưng một cách

chuyên biệt nhất.

- Có một vài kháng nguyên không thể kích thích hệ thống miễn dịch của trẻ sơ sinh nưng văc-xin loại này chứa protein có thể cho một đáp ứng miễn dịch ở trẻ em một cách nhanh

chóng

- Văc-xin này có thể nhận biết vị trí nhận trên tế bào. Vì vậy có thể dùng để khoá sự tấn công của virus trên tế bào. Đay cũng là một hướng để sản xuất Vaccin kháng HIV.

Một vấn đề quan trọng trong sản xuất kháng – kháng thể văc-xin là nguồn idiotipic antibody. Trong đó nguồn kháng thể đơn dòng từ tế bào người sẽ tốt hơn từ tế bào chuột.

1.1.3. Huyết thanh miễn dịch.

Nguyên lý sử dụng huyết thanh:

Sử dụng huyết thanh là đưa vào cơ thể kháng thể có nguồn gốc từ người hoặc

động vật, giúp cho cơ thể có ngay kháng thể đặc hiệu chống lại tác nhân gây bệnh.

Nói một cách khác: sử dụng huyết thanh là tạo miễn dịch thụ động nhân tạo.

Nguồn kháng thể:

* Bào chế từ huyết thanh động vật:

Trước hết phải gây miễn dịch cho động vật. Đầu tiên động vật thường được tiêm vacxin, sau đó chúng có thể được tiêm chính vi sinh vật gây bệnh để kích thích sản xuất kháng thể mạnh mẽ hơn. Khi hiệu giá kháng thể trong huyết thanh đạt mức cao nhất, thì lấy máu để lấy huyết thanh đem bào chế. Động vật thường được dùng trong sản xuất huyết thanh là ngựa. Ngày nay, việc sử dụng huyết thanh động vật giảm đi nhiều vì tỷ lệ gây ra phản ứng cao hơn hẳn so với kháng thể được sản xuất từ huyết thanh người.

* Bào chế từ huyết thanh người:

Globulin miễn dịch bình thường: Globulin miễn dịch bình thường được bào chế từ huyết thanh người khoẻ mạnh hoặc từ máu rau thai. Trước đây globulin miễn dịch loại

GVDH: Trần Thị Phương Nhung

12

Bài tiểu luận: Nhóm 10

ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN

này còn được gọi là gamaglobulin. Ngày nay ở một số nước còn có tên là globulin huyết thanh miễn dịch (Immune Serum Globulin).

Loại globulin miễn dịch này mỗi lần (mẻ) được bào chế từ hàng nghìn mẫu huyết thanh, do đó không có sự khác nhau đáng kể về hiệu giá kháng thể giữa các lần sản xuất. Kháng thể trong globulin miễn dịch bình thường chủ yếu thuộc lớp IgG.

Globulin miễn dịch đặc hiệu: Globulin miễn dịch đặc hiệu được bào chế từ máu của những người mắc bệnh nhiễm trùng nào đó đã khỏi bệnh và hồi phục sức khoẻ, hoặc từ máu của những người khoẻ mạnh mới được tiêm chủng tăng cường. Trong globulin miễn dịch đặc hiệu, nồng độ kháng thể chống lại vi sinh vật, là căn nguyên của bệnh nhiễm trùng mà người cho đã mắc hoặc đã được tiêm chủng, thường cao gấp hàng chục lần trong globulin miễn dịch bình thường.

Nguyên tắc sử dụng:

Các nguyên tắc cơ bản phải thực hiện khi sử dụng huyết thanh là:

• Đúng đối tượng

• Đúng liều lượng

• Đúng đường

• Đề phòng phản ứng

• Phối hợp sử dụng vacxin

Đối tượng:

Huyết thanh được sử dụng nhiều nhất để chữa và dự phòng các bệnh nhiễm trùng. Ngoài ra nó còn được sử dụng cho một số mục đích khác như điều trị cho những bệnh nhân bị thiếu hụt miễn dịch, dị ứng và dự phòng bệnh tan máu sơ sinh.

Trong chữa và dự phòng bệnh nhiễm trùng, huyết thanh chỉ có hiệu lực với những bệnh mà cơ chế bảo vệ chủ yếu nhờ miễn dịch dịch thể. Kinh điển nhất là huyết thanh chống uốn ván (SAT) và huyết thanh chống bạch hầu (SAD). Huyết thanh chống ho gà, chống sởi được tiêm cho trẻ chưa được tiêm chủng khi có tiếp xúc với bệnh nhân. Huyết

thanh chống dại được tiêm cho những người bị chó dại hoặc chó nghi dại cắn với vết thương nặng hoặc gần đầu. Ngoài ra còn có các huyết thanh chống virus viêm gan, virus quai bị, rubeon. Globulin miễn dịch còn được tiêm cho những bệnh nhân viêm đường hô hấp tái phát nhiều lần.

Huyết thanh người bình thường được tiêm cho trẻ bị thiếu hụt miễn dịch bẩm sinh. Một số công trình nghiên cứu cho thấy rằng globulin miễn dịch có tác dụng điều trị dị ứng.

GVDH: Trần Thị Phương Nhung

13

Bài tiểu luận: Nhóm 10

ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN

Việc sử dụng globulin miễn dịch kháng D (Anti-D immune globulin) cho người mẹ có nhóm máu Rh(-) mới sinh con Rh(+) có tác dụng ngăn cản sự hình thành kháng thể kháng Rh và do đó tránh được nguy cơ tan máu sơ sinh cho đứa trẻ sinh lần sau. Cơ chế của hiện tượng này là globulin miễn dịch kháng D sẽ phá huỷ các hồng cầu Rh(+) của

đứa trẻ xâm nhập vào dòng tuần hoàn của người mẹ khi sinh. Do cơ chế này, việc tiêm globulin kháng D chỉ có hiệu quả trong khoảng thời gian 72 giờ đầu sau khi sinh.

Liều lượng:

Liều lượng huyết thanh sử dụng tuỳ thuộc vào tuổi và cân nặng của bệnh nhân, trung bình từ 0,1 đến 1 ml cho 1kg cân nặng, tuỳ theo loại huyết thanh và mục đích sử dụng. Huyết thanh chống uốn ván được tính theo đơn vị, trung bình là 250 đơn vị cho một trường hợp. Nếu vết thương quá bẩn hoặc tiêm chậm sau 24 giờ thì liều lượng phải

tăng gấp đôi.

Đường đưa huyết thanh vào cơ thể:

Huyết thanh thường được đưa vào cơ thể bằng đường tiêm bắp. Đối với những loại huyết thanh đã được tinh chế đạt tiêu chuẩn cao, có thể tiêm tĩnh mạch nhưng cũng rất nên hạn chế. Tuyệt đối không tiêm tĩnh mạch những huyết thanh có nguồn gốc từ động vật (dù đã được tinh chế!) hoặc huyết thanh người chưa đạt độ tinh chế cao.

Đề phòng phản ứng:

Cần phải thực hiện tốt các việc sau đây để ngăn ngừa phản ứng do huyết thanh gây ra:

- Hỏi xem bệnh nhân đã được tiêm huyết thanh lần nào chưa. Rất thận trọng khi phải chỉ định tiêm huyết thanh lần thứ hai vì tỷ lệ phản ứng cao hơn nhiều so với lần thứ nhất. Việc quyết định có tiêm huyết thanh lần thứ hai hay không tuỳ thuộc vào sự cân nhắc

giữa nguy cơ mắc bệnh, tính nguy hiểm của bệnh và tỷ lệ phản ứng của loại huyết thanh được sử dụng.

- Làm phản ứng thoát mẫn (phản ứng Besredka ) trước khi tiêm: Pha loãng huyết thanh 10 lần bằng dung dịch NaCl 0,85%. Tiêm 0,1 ml vào trong da. Sau 30 phút nếu nơi tiêm

không mẩn đỏ thì có thể tiêm huyết thanh. Nếu nơi tiêm mẩn đỏ, nói chung không nên tiêm, trừ khi tình trạng nhiễm trùng nhiễm độc của bệnh nhân đòi hỏi bắt buộc phải tiêm. Trong trường hợp đó cần chia nhỏ tổng liều để tiêm dần, cách nhau 20 đến 30 phút.

- Trong quá trình tiêm truyền huyết thanh phải theo dõi liên tục để có thể xử trí kịp thời nếu có phản ứng xảy ra, đặc biệt là phải đầy đủ các điều kiện để xử trí sốc phản vệ.

Tiêm vacxin phối hợp:

Kháng thể do tiêm huyết thanh sẽ phát huy hiệu lực ngay sau khi tiêm, nhưng chỉ tồn tại một thời gian ngắn. Hiệu giá kháng thể này giảm nhanh trong mấy ngày đầu, sau

GVDH: Trần Thị Phương Nhung

14

Bài tiểu luận: Nhóm 10

ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN

đó giảm chậm hơn và sẽ bị loại trừ hết sau khoảng 10 đến 15 ngày. Hai lý do của sự giảm nhanh chóng này là: kháng thể được đưa vào cơ thể sẽ phản ứng với các kháng nguyên vi sinh vật và bị cơ thể chuyển hoá giống như số phận của các protein ngoại lai khác. Việc tiêm vacxin phối hợp nhằm kích thích cơ thể tạo ra miễn dịch chủ động thay thế cho miễn

dịch thụ động do tiêm huyết thanh hết hiệu lực.

1.2. Sản xuất các protein, hormone trị liệu

Các protein trị liệu :

+ Các protein từ máu

+ Chất đông máu (coagulation factors)

+ Chất chống đông máu (anticoagulants)

+Tác nhân làm tan máu (thrombolitic agents)

+ Hormone

+ Insulin

+ Glucagon

+ Các cytokine: interleukine & interferon

+ Các vaccine & kháng thể

Các protein từ máu:

+ Chất đông máu: hình thành cục máu tại vị trí tổn thýõng

+ Chất chống đông máu: điều trị bệnh đau tim, đột quỵ hay chứng nghẽn mạch

+ Tác nhân làm tan máu: điều trị chứng nhồi máu cõ tim, tắc mạch, đột quỵ

Hormone trị liệu:

+ Glucagon (hormon tuyến tụy)

Làm tăng đường huyết bằng phân giải glycogen tạo glucose

+ Insulin (hormon tuyến tụy)

Điều trị bệnh tiểu đường

+ Hormone kích thích tạo nang trứng (hormone tuyến yên)

Điều trị rối loạn chức năng sinh sản

Các cytokine:

+ Là các protein hay glycoprotein điều hòa kích thích tế bào thuộc hệ miễn dịch

GVDH: Trần Thị Phương Nhung

15

Bài tiểu luận: Nhóm 10

ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN

+ Được tổng hợp chủ yếu do bạch cầu

+ Các interleukin: sử dụng trong liệu pháp miễn nhiễm chống tế bào ung thư và

nhiễm virus

+ Các interferon: tăng cường sự đề kháng không đặc hiệu (giúp tế bào đích chống

virus, ức chế sự tăng sinh của nhiều loại tế bào)

1.3. Sản xuất các r-protein dùng cho trị liệu bằng các tế bào động vật chuyển gen.

Những thí nghiệm tạo dòng gen đầu tiên được thực hiện ở vi sinh vật. Nhờ thao

tác dễ dàng lại có công nghệ lên men phát triển mạnh, các vi sinh vật đã cung cấp rất nhiều sản phẩm ở quy mô công nghiệp do KTDT, từ các protein, ADN, ARN đến các phân tử nhỏ.

Từ lâu, các nhà khoa học mong muốn sản xuất các protein với số lượng lớn. Công nghệ gen cho phép sản xuất nhiều loại protein tái tổ hợp (recombinant protein – r-protein) khác nhau không những với số lượng lớn mà còn có chất lượng protein tốt hơn. Công nghệ r-protein thật sự đang phát triển với nhiều thành tựu rất ngoạn mục.

Nhiều protein trị bệnh được biểu hiện ở các hệ thống vi khuẩn, nấm men. Chúng cần cho chữa trị một số bệnh, nhưng chiết tách từ cơ thể thì số lượng ít. Các r-protein đầu tiên được sản xuất nhờ các vi sinh vật chủ như E. coli hay nấm men S. cerevisiae. Cụ thể là sáu trong bảy loại protein trị liệu với tổng doanh số không dưới 15 tỉ USD, mà bằng sáng chế (patent) đã hết hạn (thường khoảng 15 − 20 năm), được nêu trên bảng 1.

Các protein tái tổ hợp được sản xuất gồm các nhóm chủ yếu:

GVDH: Trần Thị Phương Nhung

16

Bài tiểu luận: Nhóm 10

ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN

Bảng 1: Sáu loại r-protein trị liệu do E. coli hay S. cerevisiae tạo ra

– Các protein trị liệu như một số nêu trên bảng 1.

– Các enzym: ADNz I, alginat lyaz, phenylalanin amoni lyaz, alpha-1- antitrypsin.

– Các kháng thể dùng trong chẩn đoán và chữa trị nhiều bệnh.

1.4. Sản xuất các kháng thể đơn dòng

Kháng thể đơn dòng là kháng thể kháng 1 kháng nguyên nào đó được tạo ra từ 1

dòng tế bào lympho B trong điều kiện in vitro

Mỗi quyết định kháng nguyên sẽ kích thích tạo thành môt kháng thể đặc hiệu. Khi một kháng nguyên có nhiều quyết định kháng nguyên (đa giá) sẽ cho một phức hợp

kháng thể. Muốn nhận được một kháng thể trong phức hợp ấy thì phải tiến hành tách tinh khiết. Tuy nhiên ngày nay người ta có thể nhận được kháng thể tinh khiết bằng kỹ thuật kháng thể đơn dòng. Kháng thể đơn dòng là kháng thể do một dòng lympho bào sinh ra để chống lại một kháng nguyên nhất định.

Sản xuất kháng thể đơn dòng: Năm 1975, Kohler và Milstein tiến hành lai tế bào u tuỷ (myeloma) với tế bào T đã hoạt hóa (bằng phương pháp dung hợp). Ưu điểm của tế bào u tủy là có khả năng phân chia rất nhanh trong môi trường nhân tạo. Sau đó tách riêng từng tế bào lai nuôi trong môi trương nhân tạo để chúng phân chia tạo dòng tế bào

GVDH: Trần Thị Phương Nhung

17

Bài tiểu luận: Nhóm 10

ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN

sinh kháng thể. Kháng thể này gọi là kháng thể đơn dòng, có khả năng chống lại một quyết định kháng nguyên nhất định.

Kháng thể đơn dòng được áp dụng rất rông rãi và thay thế một số phương pháp

miễn dịch và huyết thanh học thông thường trong nhiều lãnh vực như:

- Phát hiện một kháng nguyên chưa biết trên bề mặt tế bào.

- Xác định một số protein có ý nghĩa trong chẩn đoán ung thư.

- Xác định vi sinh vật.

- Ức chế phản ứng thải loại khi ghép cơ quan. Xác định các loại thuốc cấm sử

dụng có trong máu ví dụ doping.v..v..

1.5. Phục hồi các cơ quan bị thương tổn hay chế tạo các cơ quan nhân tạo.

1.5.1. Cấy ghép thành công khí quản nhân tạo làm từ tế bào gốc

Các nhà khoa học đã sử dụng chính tế bào của bệnh nhân để tạo ra đường thở nhân

tạo, giúp giảm rủi ro cơ thể không chấp nhận bộ phận cấy ghép.

Theo báo cáo đăng trên tờ Lancet ngày 23 tháng 11 năm 2011 mô tả về ca phẫu thuật này, anh Reykjavik (36 tuổi, người Ai-xơ-len) sẽ chết vì khối u to bằng quả bóng golf nếu không được ghép khí quản mới. Sau 12 giờ phẫu thuật, các bác sỹ đã loại bỏ hoàn toàn khối u và thay vào đó một khí quản nhân tạo.

Ca cấy ghép được thực hiện hồi tháng 6 vừa qua tại Bệnh viện trường đại học Karolinska, Stockholm, Thụy Điển và là ca đầu tiên trên thế giới về cấy ghép khí quản nhân tạo làm từ tế bào gốc.

Các bác sỹ đã sử dụng kỹ thuật 3 chiều để tạo ra khí quản nhân tạo với khuôn đặc

biệt được cấy tế bào gốc để nó có chức năng như khí quản tự nhiên.

Các nhà khoa học cho biết kỹ thuật này tiến bộ hơn các phương pháp khác bởi bệnh nhân được sử dụng chính các tế bào gốc mình để tạo đường thở. Vì thế sẽ không có rủi ro đào thải tế bào cấy ghép và bệnh nhân không phải sử dụng thuốc ức chế miễn nhiễm. Một ưu điểm nữa của kỹ thuật này là kích thước và hình dáng của khí quản nhân tạo hoàn toàn phù hợp với cơ thể bệnh nhân.

Ông Tomas Gudbjartsson đồng tác giả nghiên cứu cho biết: “Sau 5 tháng phẫu thuật, hiện bệnh nhân Reykjavik đang hồi phục rất nhanh và đã có thể sinh hoạt bình thường”.

GVDH: Trần Thị Phương Nhung

18

Bài tiểu luận: Nhóm 10

ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN

Đến nay, nhóm cấy ghép cũng hy vọng sẽ sử dụng kỹ thuật này để thực hiện phẫu thuật ca thứ hai vào tháng 11 này cho 1 trẻ 13 tháng tuổi (Hàn Quốc) bị ung thư vòng họng.

Mặc dù kỹ thuật này đầy hứa hẹn nhưng Giáo sư Harald C. Ott từ Bệnh viện Đa khoa Massachusetts (Mỹ) và GS Douglas J. Mathisen từ Trường Y khoa Harvard (Mỹ) cho biết cần có thêm nhiều nghiên cứu để đánh giá đầy đủ tính an toàn và hiệu quả kỹ thuật này.

1.5.2 Chế tạo thành công da nhân tạo

Học viện Quân y đã nuôi cấy thành công tế bào sừng và nguyên bào sợi, góp phần quan trọng cho việc xây dựng công nghệ chế tạo da nhân tạo. Kết quả được báo cáo tại Hội thảo quốc tế "Bỏng - điều trị và phẫu thuật" do Viện Bỏng quốc gia tổ chức trong hai ngày 27 và 28/7 tại Hà Nội.

Da nhân tạo là vật liệu cần thiết cho điều trị bỏng sâu, giúp tăng thêm khả năng

cứu sống cho bệnh nhân bỏng sâu có diện tích 50-90% cơ thể.

Tại hội nghị, các báo cáo cho thấy chất lượng điều trị bỏng trong nước đã có nhiều

tiến bộ. Nhiều chế phẩm điều trị được sản xuất từ thảo dược trong nước như thuốc mỡ Madhudxin, chế phẩm SH91, kem thuốc EBS 20% giúp rút ngắn thời gian điều trị bỏng nông từ 7 đến 15 ngày. Việc sử dụng rộng rãi ghép da đồng loại, da tự thân kết hợp da ếch đông khô đem lại hiệu quả tích cực chưa từng có so với 3 năm trước. Tỷ lệ bệnh nhi bỏng sâu được cứu sống đạt 30 - 50%; tỷ lệ này đạt 77,42% ở bệnh nhân bỏng nhiễm khuẩn huyết.

1.5.3. Chế tạo thành công xương xốp nhân tạo

Các nhà khoa học Nhật Bản đã nghiên cứu thành công một loại xương nhân tạo bằng xốp cao su. Loại xương này mềm và có thể dùng kéo cắt để định dạng theo ý muốn.

Hình 3 - Có thể ấn xương xốp nhân tạo như thế này.

GVDH: Trần Thị Phương Nhung

19

Bài tiểu luận: Nhóm 10

ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN

Bác sĩ có thể dễ dàng đặt loại xương này vào cơ thể bệnh nhân và trong vài tháng

nó sẽ biến thành xương thật.

Hãng sản xuất thiết bị cơ khí chính xác Pentax đã cộng tác cùng Junzo Tanaka, Giám đốc trung tâm Vật liệu sinh học thuộc Viện nghiên cứu Vật liệu quốc gia Nhật Bản, và một số nhà khoa học khác phát triển loại xương xốp nhân tạo này.

Xương xốp được tạo thành từ các tinh thể hydroxyapatite và collagen (loại protein

là thành phần chính của mô sợi liên kết).

Nhóm nghiên cứu cho biết các thử nghiệm trên động vật đã được tiến hành. Một

đoạn xương nhân tạo dài 2 cm được cấy vào cơ thể chó đã biến thành xương thật sau 3 tháng.

"Do quá trình trao đổi chất diễn ra liên tục trong xương, tế bào tủy xương sẽ phát

triển, "ăn" dần xương xốp nhân tạo và thế chỗ nó", người phát ngôn của Pentax giải thích. Trước đây, xương nhân tạo được chế tạo từ ceramic. Nó gắn kết được với xương thật xong không bị thay thế.

1.5.4. Phổi nhân tạo

Các nhà khoa học Mỹ đã có thể chế tạo được phổi nhân tạo có thể đảm nhận tốt các chức năng của một lá phổi bình thường, trực tiếp xử lý không khí, chứ không như các thiết bị thở nhân tạo khác chỉ hoạt động được với oxi.

Các nhà nghiên cứu đã chế tạo được một thiết bị mô phỏng cấu tạo và hoạt động của lá phổi người. Nó hoàn toàn phù hợp với cơ quan hô hấp, gồm nhiều mạch máu bằng silicon có các kích thước khác nhau, nối với nhau bằng các nhánh, giống như hệ mạch máu trong phổi. Độ dày nhỏ nhất cuả mạch máu không vượt quá 1/4 chiều dày của sợi

tóc người.

Kích thước của bộ phổi nhân tạo này hoàn toàn trùng khít vớí các bộ phận khác trong cơ thể. Tuy vậy, nó bảo đảm được sự trao đổỉ khí tốt hơn cơ quan hô hấp tự nhiên từ 3 đến 5 lần. Vì có cùng kích thước nên phổi nhân tạo có thể ghép vào chỗ cuả lá phổi mà nó sẽ thay thế trong cơ thể người và làm việc một cách hài hoà với tim nên không cần có sự hỗ trợ của bất cứ môtơ phụ nào.

GVDH: Trần Thị Phương Nhung

20

Bài tiểu luận: Nhóm 10

ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN

Hình 4 - Những lá phổi nhân tạo có kích thước và khả năng hoạt động giống hệt

với lá phổi tự nhiên. (Ảnh minh họa).

Vấn đề duy nhất còn phải giải quyết hiện nay là làm thế nào để chống lại sự tắc nghẽn mạch máu. Tuy nhiên nhưng nhóm nghiên cứu hứa là sẽ khắc phục được vấn đề này và chỉ 10 năm nữa, việc ghép phổi nhân tạo cho người sẽ thục hiện được.

1.5.5. Thay van tim nhân tạo

Cho đến nay, giải pháp duy nhất cho các bệnh nhân bị suy tim quá nặng là được thay tim. Phẫu thuật thay tim bao gồm lấy đi trái tim của người bệnh và thay vào đó là một trái tim khỏe mạnh của người cho, còn thay tim nhân tạo bao gồm lấy đi trái tim của người bệnh và thay vào đó là một trái tim nhân tạo chạy bằng điện ắc quy.

Hình 5 - Thay tim - thách thức mới của y học

GVDH: Trần Thị Phương Nhung

21

Bài tiểu luận: Nhóm 10

ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN

Việc chế tạo trái tim nhân tạo thay thế cho trái tim sinh học của con người vẫn là một trong những thách thức của y học hiện đại. Lợi ích rõ ràng từ những chức năng do trái tim nhân tạo mang lại sẽ làm giảm đi rất nhiều nhu cầu cần tim của người cho để cấy ghép thay thế.

Tại Nga vào năm 1937, V.P Demichov đã tiến hành ghép tim nhân tạo đầu tiên trên chó. Một trái tim nhân tạo kiểu mô-tơ quay tròn được ghép vào trong lồng ngực với một thân dẫn truyền chuyển động được đưa qua xương ức. Vào năm 1957, Tet Akutsu và Willem Kolff bắt đầu triển khai nghiên cứu ghép tim nhân tạo tại Cleveland Clinic, Hoa

Kỳ.

Vào năm 1958, Domingo Liotta bắt đầu nghiên cứu thay tim nhân tạo tại Lyon, Cộng hòa Pháp và vào năm 1959-1960, tại Trường đại học quốc gia Cordoba, Argentina.

Tác giả trình bày công trình nghiên cứu của mình tại Hội nghị cấy ghép nội tạng nhân tạo Hoa Kỳ được tổ chức tại thành phố Atlantic vào tháng 3/1961. Tại cuộc hội thảo này, BS.

Liotta đã mô tả việc ghép tim nhân tạo theo phương thẳng đứng theo 3 cách ở trong màng ngoài tim trên chó, mỗi kiểu ghép tim nhân tạo lại sử dụng một nguồn năng

lượng bên ngoài khác nhau: cấy một mô-tơ điện, cấy một máy bơm xoay với nguồn điện từ bên ngoài và cấy máy bơm khí.

Trái tim nhân tạo có bằng sáng chế đầu tiên được phát minh bởi Paul Winchell vào

năm 1963 tại Trường đại học Tổng hợp Utah, nơi Robert Jarvik sử dụng mô hình Jarvik-7 cải tiến, nhưng những bệnh nhân của ông ta đều bị tử vong sau một thời gian ngắn. Bệnh nhân thành công đầu tiên của trái tim nhân tạo Jarvik-7 là một nha sĩ về hưu, 61 tuổi.

Bệnh nhân đã sống sót 112 ngày sau khi được ghép trái tim nhân tạo tại Trường

đại học Utah vào ngày 2/12/1982. Một trong những cải tiến của Jarvik-7 là lớp lót bên trong có chất liệu thô ráp của trái tim nhân tạo được phát minh ra bởi David Gernes. Lớp lót này giúp hình thành các cục máu đông và bọc ở bên trong tim nhân tạo đã giúp cho dòng máu chảy một cách tự nhiên hơn.

Sau khi khoảng 90 bệnh nhân được ghép trái tim nhân tạo Jarvik-7, thì việc ghép tim nhân tạo chính thức bị cấm sử dụng lâu dài cho các bệnh nhân bị suy tim, vì hầu hết các bệnh nhân sau khi được ghép tim đã không sống sót quá 6 tháng. Tuy nhiên, dụng cụ này được sử dụng tạm thời cho một số bệnh nhân có chỉ định ghép tim nhưng chưa thể tìm được trái tim tự nhiên ngay tức thì nhưng cần một trái tim hoạt động có hiệu quả ngay.

Tim nhân tạo hoạt động như thế nào?

Hiroaki Harasaki ở Cleveland Clinic đã phát minh ra hai cải tiến quan trọng cho trái tim nhân tạo và là nền tảng cho việc chế tạo ra các cơ quan nhân tạo trong tương lai.

GVDH: Trần Thị Phương Nhung

22

Bài tiểu luận: Nhóm 10

ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN

Hai phát minh có bằng sáng chế đã giải quyết các khó khăn cơ bản cho bất cứ việc cấy ghép một cơ quan nhân tạo hoàn toàn nào và các khó khăn về vật liệu.

Trước hết đó là bề mặt vật liệu không tạo thành cục máu đông đã làm giảm đáng kể nguy cơ thải trừ mảnh ghép của hệ thống miễn dịch của cơ thể. Phát minh thứ hai, đòi hòi sự cộng tác của rất nhiều ngành khoa học đó là nguồn năng lượng có thể cấy vào trong cơ thể được mà không gây ra những tổn thương nhiệt cho tổ chức.

Trái tim nhân tạo tạm thời Cardio West được phát triển từ Jarvik-7 bởi các nhà nghiên cứu của Trường đại học Tổng hợp Arixona và được chấp thuận sử dụng trong lâm sàng vào năm 2004. Đây là trái tim nhân tạo đầu tiên được Hiệp hội Thuốc và Thực phẩm Hoa Kỳ (FDA) chấp thuận cấy ghép cho con người. Trái tim nhân tạo tạm thời chỉ được sử dụng cho các bệnh nhân bị suy tim giai đoạn cuối như là một cách thức để làm cải

thiện thời gian sống của người bệnh trong khi họ chờ để được thay tim sinh học của người cho.

Trong các nghiên cứu lâm sàng chủ chốt, những bệnh nhân này được cấy ghép thành công trong 79% các lần. Tỷ lệ sống còn sau 1 năm và sau 5 năm sau khi cấy ghép

tim trong số các bệnh nhân này là 86% và 64%. Cấy ghép trái tim nhân tạo tạm thời lâu nhất là 620 ngày.

Vào ngày 2/7/2001, Robert Tools được ghép tim nhân tạo AbioCor được sản xuất

ra bởi Công ty AbioMed. Đây là trái tim nhân tạo hoàn toàn đầu tiên được cấy ghép. Cuộc phẫu thuật được tiến hành bởi các bác sĩ ở Trường đại học Tổng hợp Louisville ở Bệnh viện Jewish, Louisville, Kentucky.

Vào ngày 6/9/2006, trái tim nhân tạo AbioCor trở thành trái tim nhân tạo toàn bộ

đầu tiên được Hiệp hội Thuốc và Thực phẩm Hoa Kỳ chấp thuận cấy ghép cho các bệnh nhân bị suy tim giai đoạn cuối nhưng không phù hợp với thay tim do tuổi tác hay các bệnh lý trầm trọng khác phối hợp và không thể sống sót kéo dài hơn 1 tháng nếu không được thay tim. Trong các nghiên cứu lâm sàng, trái tim nhân tạo này cho thấy kéo dài cuộc sống và cải thiện chất lượng sống cho các bệnh nhân bị suy tim giai đoạn cuối.

Các bệnh nhân được ghép tim nhân tạo AbioCor sẽ vẫn có các tâm nhĩ của mình và vẫn đập cùng một lúc, nhưng trái tim nhân tạo sẽ thay thế cho hai tâm thất thì luân phiên bơm máu ra khỏi từng tâm thất một. Do vậy trái tim nhân tạo sẽ lần lượt bơm máu lên phổi và sau đó vào động mạch chủ, thay vì cả hai cùng một lúc như ở trái tim tự nhiên. Trái tim nhân tạo AbioCor có thể bơm hơn 10 lít máu/phút, lượng máu này đủ cho

cơ thể hoạt động một cách bình thường.

GVDH: Trần Thị Phương Nhung

23

Bài tiểu luận: Nhóm 10

ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN

Trái tim nhân tạo AbioCor là một phát minh của Công ty AbioMed. Đây là một thiết bị y tế rất tinh vi và phức tạp, nhưng cơ chế hoạt động cốt lõi là một bơm thủy lực đưa dịch qua lại như con thoi từ bên này sang bên kia.

Trái tim nhân tạo AbioCor được chế tạo bằng titanium và chất dẻo, được nối với 4 vị trí: tâm nhĩ phải, tâm nhĩ trái, động mạch chủ và động mạch phổi. Toàn bộ hệ thống nặng khoảng 0,9 kg.

Phẫu thuật cấy ghép tim nhân tạo AbioCor là một thủ thuật cực kỳ phức tạp đòi hỏi các phẫu thuật viên cắt bỏ 2 tâm thất của trái tim người bệnh, sau đó cấy ghép trái tim nhân tạo vào thay thế cho 2 tâm thất đã được cắt đi. Thủ thuật đòi hỏi hàng trăm mũi khâu để ghép trái tim nhân tạo với các phần còn lại của trái tim người bệnh.

Trong quá trình làm thủ thuật, người bệnh được nuôi dưỡng bởi một máy tim phổi nhân tạo. Do tính chất phức tạp của thủ thuật nên kíp phẫu thuật rất đông nhân viên y tế tham gia bao gồm 2 phẫu thuật viên chính, 14 điều dưỡng viên, các bác sĩ gây mê hồi sức và những người hỗ trợ khác.

Vào tháng 8/2006, một trái tim nhân tạo Berlin Heart được cấy ghép cho một cô bé 15 tuổi tại Bệnh viện nhi Stolley ở Edmonton, Alberta, Canada. Đầu tiên, các bác sĩ dự định là cấy ghép tim nhân tạo tạm thời đến khi tìm được trái tim sinh học của người cho. Nhưng điều kỳ diệu đã xảy ra, trái tim nhân tạo Berlin Heart đã giúp cho quá trình

hồi phục tự nhiên xuất hiện và trái tim của cô bé đã tự phục hồi dần. Sau 146 ngày, trái tim nhân tạo Berlin Heart được lấy đi và trái tim của cô gái đã có thể tự hoạt động một cách bình thường trở lại.

Ngày 16/4/2007, một loại trái tim nhân tạo mới được phát minh bởi Trường đại

học công nghệ Queensland là tiền đề cho một cuộc cách mạng công nghệ trong thiết kế trái tim nhân tạo trong tương lai. Sự cải cách trong thiết kế dựa trên mô hình bơm ly tâm 2 đường ra để đảm bảo dòng máu chảy xuôi dòng qua 2 buồng tim lên động mạch phổi và ra động mạch chủ tương tự như trái tim tự nhiên của con người.

Công nghệ bơm 2 buồng tim hiện nay rất kềnh càng vì nó đòi hỏi phải cấy 2 máy bơm hoạt động độc lập với nhau. Vấn đề là với 2 bơm đòi hỏi sự điều khiển khác nhau và có thể có nguy cơ dẫn đến việc dòng máu chảy không đều. Khái niệm bơm xuôi dòng (counter-flow pump) là 2 sức đẩy về phía trước độc lập với nhau với mô hình của 2 bơm để làm tăng sự hoạt động của tâm thất phải và tâm thất trái nhưng về cơ bản chỉ là một. Việc sử dụng các lực đẩy khác nhau giúp cho máu có thể chảy trong hệ thống có áp lực

cao hơn như đòi hỏi ở bên buồng tim bên trái và áp lực thấp hơn như yêu cầu của bên buồng tim bên phải.

GVDH: Trần Thị Phương Nhung

24

Bài tiểu luận: Nhóm 10

ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN

Việc thiếu những trái tim sinh học của người cho và tỷ lệ mắc bệnh lý tim mạch ngày càng cao đã thúc đẩy các nhà khoa học phải phát triển những công nghệ mới để thay tim cho người bệnh. Với sự hiểu biết nhiều hơn về trái tim và những tiến bộ vượt bậc trong công nghệ làm các cơ quan nhân tạo, khoa học vi tính, điện tử, kỹ thuật làm ắc-quy

và các tế bào cung cấp nhiên liệu, trái tim nhân tạo trên thực tế có thể trở thành hiện thực vào thế kỷ 21 này.

1.6. Ghép cơ quan Động vật

1.6.1. Tiến hành cấy ghép mô của lợn lên người

Trong thời gian không xa, các nhà khoa học Mỹ sẽ tiến hành cấy ghép mô biến đổi gene của lợn sang người, công việc cấy ghép này nhằm mục đích chữa trị một số căn

bệnh của con người.

Các thí nghiệm này sẽ thực hiện trong thời gian hai đến ba năm nữa. Khi đó một số tổ chức mô đặc biệt của lợn sinh sản ra sẽ được sử dụng để điều trị cho hàng triệu bệnh nhân đang mắc chứng bệnh đái tháo đường, não và mù lòa.

cơ thể con người (Ảnh: Xinhuanet)

Hình 6 - Các mô của chú lợn biến đổi gen này sẽ được cấy ghép vào

Tuy nhiên, một số nhà khoa học Anh cho rằng đây là công việc cực kỳ nguy hiểm vì trong quá trình cấy ghép vẫn tồn tại một số vấn đề an toàn chưa giải quyết được. Một số chủng loại Virut sẽ lây truyền từ lợn sang người, từ đó sẽ gây ra những loại dịch bệnh mới.

GVDH: Trần Thị Phương Nhung

25

Bài tiểu luận: Nhóm 10

ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN

Trước đây, căn bệnh thế kỷ AIDS cũng chính là do lây truyền chéo giữa các loài động vật với nhau gây ra. Đối với công việc ghép mô và ghép nội tạng của động vật cho con người, giáo sư Thomas - Costa Hazel tại Đại học Pittsburgh bang Pennsylvania, Hoa Kỳ cho biết, công nghệ trong lĩnh vực này đã có những bước tiến bộ lớn, trong thập niên

90 của thế kỷ 20, công ty công nghệ sinh học Imutran ở Cambridge là công ty và cũng là những người tiên phong đầu tiên khi tiến hành ca cấy ghép thành công tim của lợn cho một chú khỉ, tuy nhiên trong quá trình theo dõi đã xuất hiện những vấn đề của hệ thống miễn dịch. Điều đó cho thấy, từ ý tưởng đi đến thực tế là một điều vô cùng khó khăn.

Trải qua quãng thời gian hơn 10 năm phát triển, trọng tâm nghiên cứu hiện nay của các nhà khoa học là cấy ghép tế bào và ghép mô thay vì cấy ghép toàn bộ các cơ quan, ví dụ như cấy ghép tế bào gốc tuyến tụy ở bệnh nhân tiểu đường, cấy ghép tế bào não điều trị bệnh Parkinson, ghép giác mạc cho người mù. Tuy nhiên kỹ thuật cấy ghép này vẫn còn một số vấn đề, trong đó bao gồm sự tiêu hao của các tế bào cấy ghép, hiện tượng đông máu cục bộ và các vấn đề khác. Nhưng không bao lâu nữa sẽ có một loại lợn biến đổi gene mới ra đời, nó có thể khắc phục tất cả các vấn đề trên và sẽ tiến hành thử

nghiệm cấy ghép mô cho con người.

Các nhà khoa học Mỹ đã giảm bớt được mối quan tâm lo lắng khi cấy ghép, vấn đề lây nhiễm các chủng loại Virut sẽ không còn là một nguy cơ. Giáo sư Robin - Davis

tại Đại học London cho biết, hiện nay những rủi ro vẫn chưa lường hết được, điều đó cũng không có nghĩa là sẽ không tiến hành làm các thí nghiệm. Tuy nhiên, khi tiến hành các thí nghiệm cần phải giám sát chặt chẽ người bệnh; đồng thời phải đảm bảo rằng họ sẽ không phải nhận bất cứ những thứ không hay từ con lợn.

1.6.2. Cơ quan nội tạng của dê có thể cấy ghép cho người

Các nhà khoa học Ấn Độ vừa phát hiện dê là nguồn thay thế lợn trong việc cấy ghép các cơ quan nội tạng chéo loài. Con người có thể lấy tế bào của loài này phục vụ cho việc cấy ghép gan.

Cấy ghép chéo loài liên quan tới việc cấy mô hoặc các cơ quan từ động vật cho người. Lợn là động vật số một được các nhà phẫu thuật cấy ghép lựa chọn song việc sử dụng cơ quan của chúng bị hạn chế do những nguy cơ chẳng hạn như đào thải hoặc

truyền nhiễm virus có hại sang người.

Theo nghiên cứu của Habibullah, Giám đốc Trung tâm nghiên cứu và chẩn đoán các bệnh về gan, nguy cơ trên ít hơn nhiều nếu sử dụng cơ quan và tế bào của dê. Các thí

nghiệm do nhóm nghiên cứu của ông tiến hành chỉ ra rằng chuột bị tổn thương gan có thể sống sót nếu được tiêm tế bào dê vào cơ thể. Chẳng bao lâu nữa các cuộc thử nghiệm

GVDH: Trần Thị Phương Nhung

26

Bài tiểu luận: Nhóm 10

ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN

cũng sẽ được tiến hành trên khỉ tại Trung tâm nghiên cứu động vật quốc gia ở Hyderabad.

Nếu thành công, tế bào gan dê có thể được sử dụng để cấy ghép cho các bệnh nhân suy thận cấp ở Ấn Độ. Chúng rất giống và hoạt động hiệu quả không kém tế bào gan ở bào thai của con người.

Vào năm ngoái, nhóm nghiên cứu của Habibullah đã chứng tỏ rằng tế bào gan có khả năng giải độc ammonia trong nước tiểu và chuyển hoá glucose. Ngoài ra, người Hồi giáo và Do Thái dễ dàng chấp nhận tế bào dê hơn tế bào lợn vì lý do tôn giáo.

Hình 7 - Cấy ghép tế bào gốc cảm ứng đa chức năng (iPS) chuột cống vào cơ thể

1.6.3. Cấy ghép tụy từ tế bào nhiều động vật khác nhau

chuột nhắt.

Trong báo cáo đăng trên tạp chí Ung thư của Mỹ số ra ngày 3/9, các nhà khoa học Nhật Bản thuộc Đại học Tokyo và Cơ quan chấn hưng khoa học công nghệ Nhật Bản cho

biết họ đã cấy thành công tế bào gốc cảm ứng đa chức năng (iPS) của một con chuột rat (thuộc chủng loại chuột cống) vào cơ thể của một con chuột mouse (thuộc chủng loại chuột nhắt).

Sau khi được cấy tế bào iPS và trải qua sự phân chia tế bào, chuột mouse đã có

được tuyến tụy như chuột rat.

Đây là lần đầu tiên trên thế giới các nhà khoa học cấy ghép thành công cơ quan

nội tạng từ tế bào của nhiều động vật khác nhau.

Các nhà khoa học cho biết thông thường trứng được thụ tinh của động vật sẽ sinh trưởng thành các cơ quan nội tạng thông qua nhiều lần phân chia tế bào. Tuy nhiên, nghiên cứu của các nhà khoa học Nhật Bản đã làm thay đổi quá trình này.

GVDH: Trần Thị Phương Nhung

27

Bài tiểu luận: Nhóm 10

ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN

Trước tiên, các nhà khoa học tiến hành giao phối giữa chuột mouse cái và chuột mouse đực đã được thay đổi gen di truyền nhằm mục đích lấy được trứng đã thụ tinh và không thể tự chủ trong sinh trưởng tuyến tụy của chuột mouse.

Ba ngày sau, các nhà khoa học thực hiện cấy từ 10-15 tế bào iPS được lấy từ đuôi của chuột rat vào trong trứng đã thụ tinh và đã phân chia thành bào thai của chuột mouse. Kết quả cuối cùng đã nuôi cấy thành công một con chuột mouse có tuyến tụy của chuột rat.

Các nhà khoa học đã tiến hành thí nghiệm kể trên đối với 150 con chuột mouse. Tuy nhiên, kết quả chỉ thu được một chú chuột mouse trưởng thành. Kết quả nghiệm chứng cho thấy, chú chuột mouse này có tế bào tuyến tụy tương đồng với chuột rat, và chỉ số đường huyết của nó rất ổn định.

Chuột mouse và chuột rat đều thuộc chủng động vật có xương sống và đều được

ứng dụng rộng rãi trong nghiên cứu di truyền học.

II. Ứng dụng CNSH trong sinh sản.

2.1. GIFT - chuyển giao tử vào ống dẫn trứng.

2.1.1. Khái niệm:

Chuyển giao tử vào trong vòi fallope (Gamete intrafallopian transfer) (GIFT) là

việc lấy trứng từ buồng trứng của người phụ nữ, kết hợp trứng với tinh trùng của nam giới rồi sau đó đưa vào trong vòi fallope. Mục đích của việc làm này là để sự thụ tinh được thực hiện trong cơ thể của người phụ nữ chứ không phải ở ngoài.

2.1.2. Tiến hành

Đây là phương pháp IVF cải thiện. Khi việc thụ thai thành công, những phôi bào tốt thay vì được nuôi trong dĩa thủy tinh thì chúng được nuôi trong ống dẫn trứng của bà mẹ. Như vậy chúng được sống trong môi trường thiên nhiên trong bụng mẹ. Khi đến thời hạn chúng sẽ tự động rơi xuống tử cung. Phôi bào sau đó phát triển thành thai nhi.

2.1.3. Những thuận lợi và bất ngờ

Đứa bé thụ tinh trong ống nghiệm (TTTON) đầu tiên trên thế giới chào đời vào năm 1978. Với mục đích làm tăng hiệu quả của một chu kỳ điều trị, các kỹ thuật chuyển giao tử vào vòi trứng (GIFT) hay chuyển phôi vào vòi trứng (ZIFT) được đưa ra và áp dụng rộng rãi rất sớm, ngay từ những năm đầu của thập niên 80. Về mặt lý thuyết, trước đây, người ta cho rằng kỹ thuật GIFT/ZIFT có thể có những ưu điểm so với chuyển phôi

vào buồng tử cung (IVF-ET) như phù hợp với sinh lý, giúp phôi phát triển tốt hơn và trong một số trường hợp, có thể hạn chế tổn thương đến niêm mạc lòng tử cung… Tuy

GVDH: Trần Thị Phương Nhung

28

Bài tiểu luận: Nhóm 10

ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN

nhiên, kỹ thuật này cũng có những bất lợi nhất định như không áp dụng được cho các trường hợp bất thường tai vòi, trong khi đây là một trong những nhóm đối tượng chính của TTTON. Ngoài ra, để thực hiện GIFT/ZIFT còn đòi hỏi gây mê, cần được thực hiện với thông qua kỹ thuật nội soi ổ bụng, do đó, chi phí cao hơn và tăng sự bất tiện cũng như

nguy cơ cho bệnh nhân.

Gần đây, vai trò của GIFT/ZIFT đang được nhiều trung tâm TTTON trên thế giới xem xét và đánh giá lại, đặc biệt ở Mỹ. Trong một nghiên cứu meta-analysis, với số liệu từ 6 nghiên cứu ngẫu nhiên có nhóm chứng, được thực hiện tại trường đại học Yale, Mỹ vào năm 2001, các tác giả nhận thấy tỷ lệ có thai giữa hai phương pháp GIFT/ZIFT và IVF-ET là như nhau. Điều này có thể là kết quả của các nỗ lực không ngừng trong việc

cải tiến điều kiện nuôi cấy phôi trong phòng thí nghiệm trong thời gian qua. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng với phương pháp GIFT/ZIFT, nguy cơ bị thai ngoài tử cung tăng gấp đôi. Kết quả của nghiên cứu này cho thấy GIFT/ZIFT-một kỹ thuật tốn kém, phức tạp, xâm lấn-không có lợi điểm đáng kể nào so với IVF-ET.

Trong thực tế, theo báo cáo của một tổng kết công bố vừa mới đây của Hội Y học sinh sản Mỹ (11/2002), sử dụng số liệu của trên 650.000 chu kỳ điều trị ở tất cả trung tâm

TTTON của Mỹ, tỷ lệ áp dụng kỹ thuật GIFT/ZIFT hiện nay chiếm chưa đến 3%. Đồng thời, số trung tâm còn thực hiện kỹ thuật GIFT, ZIFT giảm chỉ còn 80/360 và 55/360 trung tâm. Lý do các trung tâm này còn thực hiện các kỹ thuật trên chủ yếu do tôn giáo và cá nhân. Đây là số liệu thống kê tình hình thực hiện kỹ thuật HTSS ở Mỹ vào năm 1999. Số trung tâm này còn thấp hơn nếu tính ở thời điểm 2002.

Trong khi GIFT và ZIFT chỉ còn được thực hiện ở một ít trung tâm ở Mỹ, thì ở Châu Âu, các kỹ thuật này hầu như không còn được thực hiện. Theo các báo cáo ở Châu

Âu của Hội Sinh sản và Phôi học người Châu Âu (ESHRE), từ 1995, không thấy có ghi nhận số liệu về GIFT, ZIFT.

Các số liệu trên cho thấy, cũng như với một số kỹ thuật thuộc về lịch sử khác như cấy phôi trong âm đạo, chọc hút trứng qua nội soi, SUZI, PZD, co-culture…, GIFT và ZIFT hiện rất ít hoặc không còn được áp dụng ở hầu hết các nước trên thế giới.

GVDH: Trần Thị Phương Nhung

29

ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN

Bài tiểu luận: Nhóm 10

2.2. Thụ tinh nhân tạo

2.2.1. Khái niệm:

Là phương pháp đưa tinh trùng người nam vào cơ phận của người nữ để có thể thụ thai.

2.2.2. Chuẩn bị giao tử

Giao bào: Trứng và tinh trùng

- Các tế bào sinh dục nữ: Trứng

Trứng nằm trong noãn tại hai buồng trứng ngay sau khi bắt đầu đời sống phôi thai của bé gái từ khi còn nằm trong bụng mẹ. Tuy nhiên sự phát triển của trứng bị chựng lại cho đến tuổi dậy thì. Vào giai đoạn dậy thì, mỗi tháng chỉ có một trứng trưởng thành được phóng noãn thể hiện qua chu kỳ kinh nguyệt. Mỗi tháng, trứng kết thúc sự phát triển của mình trong nang trứng và được tống ra khỏi buồng trứng (gọi là rụng trứng),

trong khi đó những nang khác vẫn tiếp tục phát triển cùng lúc, sẽ ngưng lại và biến mất một cách tự động.

Hiện nay, đa số trường hợp thụ tinh nhân tạo được thực hiện trên chu kỳ được kích thích rụng trứng nhằm thu được không những một trứng mà là nhiều trứng. Vì vậy

làm tăng khả năng có thai: đó là phương pháp kích thích đã nang. Phương pháp kích thích này cần dùng nội tiết tố, một mặt là giúp “buồng trứng được nghỉ ngơi” (làm cho buồng trứng không nhạy cảm nữa) nhằm làm tăng số lượng nang trứng thu được, mặt khác nhằm kích thích nang trứng phát triển. Thuốc phải được dùng hàng ngày, từ 2 đến 5 tuần, sự kích thích này cần theo dõi chặt chẽ dựa trên kết quả siêu âm buồng trứng, và định lượng hormone trong máu. Việc này vừa theo dõi và cho phép phát hiện có nhiều noãn trưởng thành và củng nhằm tránh kích thích quá mức, gây ra những hậu quả tai hại.

Khi noãn đạt đến kích thước đũ lớn mông muốn vấn đề còn lại là khởi phất rụng trứng bằng cách kích thích một loại hormone hướng sinh dục. Điều này cho phép thu được trứng tại mỗi buồng trứng đã chin. Sau khi chích thuốc 36 giờ , mỗi nag trứng sẽ có kích thước khoảng từ 15-20 mm, chúng sẽ được chọc hút ra(có gây tê tại chỗ), chất dịch

thu được từ mỗi nang trứng được hút bằng một cây kim dưới hướng dẫn của siêu âm qua ngả âm đạo.

Chính trong dịch hút của nang trứng, nhà sinh học hy vọng tìm thấy những trứng

đã trưởng thành cần cho quá trình thụ tinh.

- Tinh trùng ở nam giới, theo lý thuyết việc lấy tinh trùng không có gì khó khăn, vì mỗi lần xuất tinh có đến hàng triệu tinh trùng.

Nhưng trên thực tế, muốn có được tinh trùng tốt cần phải ngưng giao hợp 3 ngày trước khi lấy tinh trùng để thụ tinh nhân tạo. Tinh trùng được lấy được bằng cách thủ

GVDH: Trần Thị Phương Nhung

30

Bài tiểu luận: Nhóm 10

ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN

dâm vào ngày cần thụ tinh nhân tạo. Trong một số trường hợp, tinh trùng được lấy bằng cách trực tiếp qua sinh thiết tinh hoàn cùng ngày hoặc trước đó vài ngày. Nếu lấy trước ngày thụ tinh thì tinh trùng cần phải được đông lạnh.

2.2.3. Cơ chế tiến trình.

Giai đoạn giao bào và thụ tinh

Tại phòng thí nghiệm, nhà sinh học chuẩn bị các giao bào:

Tinh trùng được làm sạch, loại bỏ tinh dịch và chọn những con tinh trùng nào có

khả năng di dộng nhất bằng cách đặt chúng vào môi trường đặc biệt để quan sát;

Trứng: theo dõi và kiểm tra ngày rụng rứng của người phụ nữ (hoặc tiêm

hoocmone kích thích trứng rụng.

Sau đó, nhà sinh học chọn lọc những tinh trùng đã được chọn lọc tốt nhất và tiêm

trực tiếp vào tử cung của người phụ nữ bằng dụng cụ đặt biệt.

Sau đó 12 ngày người phụ nữ sẽ được cho làm xét nghiệm xem có thai chưa.

2.2.4 Ứng dụng thụ tinh nhân tạo.

- Điều trị vô sinh cho những cặp vợ chồng.

- Hỗ trợ sinh sản.

2.2.5 Thành tựu đạt được:

Giải quyết vấn đề vô sinh cho nhiều cặp vợ chồng

Tỷ lệ có thai của một chu kỳ thụ tinh trong ống nghiệm và chuyển phôi tươi cao từ

30 - 35%.

Tiêm tinh trùng vào trứng nếu tinh trùng chồng có vấn đề, tỉ lệ thụ tinh chỉ đạt

khoảng 20-30% (bình thường 60-70%)

GVDH: Trần Thị Phương Nhung

31

Bài tiểu luận: Nhóm 10

ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN

Số liệu BV. Từ Dũ

Số liệu 1991- 1995 (Van Steir-teghem, 2000)

Số chu kỳ điều trị n=37

Tổng số trứng chọc hút được

463

Tổng số trứng ICSI (trưởng thành)

403

41,912

Tổng số trứng sống (sau ICSI)

340 (84,3%)

89.50%

Tổng số trứng thụ tinh

245 (60,8%)

71.7%

210 (52,1%)

65.10%

Tổng số phôi

Chỉ số chuyên môn

Số liệu BV Từ Dũ

Số liệu 1991-1995 (Van Steirteghem, 2000)

Số trường hợp chọc hút trứng

37

4569

Số trường hợp có phôi chuyển

35 (94,6%)

92.50%

Tổng số phôi chuyển

119

Số phôi chuyển trung bình/trường hợp

3.4 - 1,3 (1-5)

Tỉ lệ thai lâm sàng

37,1% (13/35)

35.90%

Tổng số túi thai

20

Tỉ lệ làm tổ của phôi

16,8% (20/119)

Hình 8 – Số liệu ở bệnh viện Từ Dũ

Thành tựu đạt được ở Việt Nam

Tại Việt Nam từ việc chẩn đoán và điều trị hiếm muộn bằng phương pháp đơn giản như bơm vòi trứng, canh rụng trứng bằng phương pháp đo thân nhiệt… đến nay, Việt Nam có hệ thống các Trung tâm hỗ trợ sinh sản với 12 Trung tâm thuộc cả hệ thống công lập lẫn tư nhân với những kỹ thuật tiên tiến, mang lại niềm vui cho nhiều cặp vợ chồng hiếm muộn, hỗ trợ sinh sản tại Việt Nam đã nhanh chóng hòa nhập hệ thống hỗ trợ sinh sản khu vực, quốc tế không chỉ về số lượng mà cả chất lượng.

2.3. IVF – Thụ tinh trong ống nghiệm

2.3.1. Khái niệm thụ tinh trong ống nghiệm

Thụ tinh trong ống nghiệm về nguyên tắc là tạo ra một hay nhiều nang trứng chín từ buồng trứng rồi lấy ra ngoài cơ thể của người mẹ và cho thụ tinh với tinh trùng của người chồng hoặc tinh trùng của người cho. Trứng sau khi được thụ tinh được nuôi trong ống nghiệm( theo phương pháp in vitro) đến thời điểm nhất định thường là 2 – 5 ngày, hợp tử được đưa vào buồng tử cung để tiếp tục quá trình thai nghén trong cơ thể người

mẹ.

GVDH: Trần Thị Phương Nhung

32

Bài tiểu luận: Nhóm 10

ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN

Về mặt lý thuyết thì thụ tinh trong ống nghiệm tưởng chừng đơn giản nhưng trên thực tế thì nó là một kỹ thuật vô cùng phức tạp, đòi hỏi phải có sự đầu tư về cơ sở vật chất, trang thiết bị và đội ngũ y bác sĩ. Vì trứng, tinh trùng và phôi rất nhạy cảm với các yếu tố bên ngoài do đó đòi các yếu tố nhiệt độ, không khí, môi trường và thao tác khi

thực hiện rất khắt khe.

Đối tượng cần làm thụ tinh trong ống nghiệm: Thụ tinh trong ống nghiệm là phương pháp điều trị dành cho những phụ nữ bị tắc nghẽn ống dẫn trứng. Phương pháp này cũng được dùng điều trị cho các cặp hiếm muộn không thể có thai với cách điều trị

đơn giản hoặc những bệnh nhân lớn tuổi, lạc nội mạc tử cung, bất thường rụng trứng, hiếm muộn chưa rõ nguyên nhân, bất thường tinh trùng và các yếu tố miễn dịch.

2.3.2. Quy trình thực hiện thụ tinh trong ống nghiệm

Đương nhiên điều đầu tiên là bệnh nhân phải thực hiện các thủ tục pháp lý theo quy định của pháp luật hiện hành và được khám, tư vấn, làm hồ sơ và các xét nghiệm cần thiết để bác sĩ đưa ra phác đồ thực hiện chính xác.

2.3.2.1 Chuẩn bị giao tử

a, Chuẩn bị trứng:

Bệnh nhân nữ được kích thích buồng trứng nhằm thu được nhiều trứng và vì thế có cơ hội có thai cao hơn. Kích thích buồng trứng là thực hiện tiêm thuốc nội tiết Gnrh

như Diphereline và gonadotrophin như Puregon, Gonal F, ... Có nhiều lọai phác đồ điều trị để sử dụng cho bệnh nhân tùy theo từng trường hợp khác nhau, giai đoạn này kéo dài từ 3 - tuần.

Bước 1: Điều chỉnh thuốc kích thích buồng trứng và siêu âm theo dõi sự phát triển của

nang noãn.

*Gnrh.

Thuốc được tiêm mỗi ngày để ngăn ngừa sự rụng trứng và bảo đảm cho

những nang noãn phát triển đồng bộ. Thường thuốc được bắt đầu tiêm vào ngày thứ 2

hoặc ngày thứ 21 của chu kỳ kinh và kéo dài trong 14 đến 20 ngày. Một số bệnh nhân có thể tiêm thuốc kéo dài ngày hơn. Thử máu, siêu âm theo dõi nang nõan để đảm bảo số nang noãn thứ cấp đáp ứng tiêu chuẩn cần thiết. Khi nồng độ nội tiết đủ điều kiện, bệnh nhân sẽ được tiêm gonadotrophin.

* Gonadotrophin.

Gonadotrophin được tiêm dưới da mỗi ngày vào vùng da bụng dưới rốn để kích

thích nang noãn phát triển. Sau 6 ngày tiêm thuốc, bệnh nhân sẽ được siêu âm xác định

GVDH: Trần Thị Phương Nhung

33

Bài tiểu luận: Nhóm 10

ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN

số nang noãn và kích thước nang. Bác sĩ sẽ điều chỉnh liều thuốc, theo dõi tiếp tục cho đến khi đủ số nang noãn trưởng thành.

Bước2: Chọc hút trứng.

Bệnh nhân sẽ được tiêm thuốc hCG kích thích rụng trứng và sau 36- 42 giờ sẽ

được chọc hút trứng. Chọc hút trứng được làm tại phòng Thụ tinh trong ống nghiệm. Trứng được lấy qua một kim chọc hút trứng gắn vào một bộ phận lắp kim của đầu dò âm đạo dưới hướng dẫn của siêu âm. Bệnh nhân sẽ được tiêm thuốc giảm đau và an thần nhẹ. Sau chọc hút, bệnh ở lại theo dõi tại viện khoảng 1-2 giờ cho tới khi ổn và về nhà.

Bạn cần phải biết rằng không phải tất cả số nang đều có được bao nhiêu đó số trứng, và số trứng thu được không phải tất cả đều thụ tinh thành phôi.

b, Chuẩn bị tinh trùng.

Người chồng( người cho tinh trùng) sẽ được lấy mẫu tinh trùng cùng vào ngày

chọc hút trứng.

Phẫu thuật lấy tinh trùng là phương pháp dành cho những cặp vợ chồng làm thụ tinh ống nghiệm mà người chồng không có tinh trùng trong tinh dịch do nguyên nhân tắc nghẽn (tinh hoàn vẫn sinh tinh bình thường nhưng tinh trùng không thể ra bên ngoài). Phẫu thuật lấy tinh trùng bao gồm nhiều phương pháp. Sau khi bác sĩ Nam khoa khám và sinh thiết tinh hoàn, bệnh nhân sẽ được chọn lựa phương pháp phẫu thuật lấy tinh trùng

phù hợp:

+ Lấy tinh trùng từ mào tinh bằng vi phẫu thuật.

+ Lấy tinh trùng từ mào tinh bằng xuyên kim qua da.

+ Lấy tinh trùng từ tinh hoàn bằng chọc hút.

+ Lấy tinh trùng từ tinh hoàn bằng phẫu thuật xẻ tinh hoàn.

Tinh trùng sẽ được lọc rửa và cho vào đĩa nuôi cấy để chuẩn bị cho quá trình thụ

tinh ở giai đoạn sau.

2.3.2.2. Sự thụ tinh.

Tùy theo phác đồ điều trị mà có thể áp dụng hai phương pháp thụ tinh sau.

a, Thụ tinh trong ống nghiệm:

Trứng sau khi chọc hút trong ngày sẽ được cho thụ tinh theo tự nhiên. Ngày hôm

sau nhân viên sẽ kiểm tra nếu sự thụ tình diễn ra thành công phôi sẽ được nuôi cấy trong 2 – 5 ngày và thực hiện quá trình chuyển phôi kế tiếp.

b, Tiêm tinh trùng vào bào tương trứng.(ICSI)

GVDH: Trần Thị Phương Nhung

34

Bài tiểu luận: Nhóm 10

ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN

Để tránh những bất thường xảy ra khi thụ tinh tự nhiên (hậu quả là không thể hình thành phôi), người thường áp dụng kỹ thuật ICSI – Tiêm tinh trùng vào bào tương trứng. Đặc biệt đối với những người chồng tinh trùng quá yếu, quá dị dạng, hoặc phải lấy tinh trùng từ mào tinh…, số lượng tinh trùng tốt chọn được rất ít, kỹ thuật ICSI là một hỗ trợ

hiệu quả (vì chỉ cần một tinh trùng cho một trứng).Tiêm tinh trùng vào bào tương trứng sẽ được tiến hành vào ngày chọc hút trứng. Tinh trùng sẽ được lấy vào một kim đặc biệt, sau đó mỗi tinh trùng được tiêm vào bào tương mỗi trứng. Ngày hôm sau sẽ kiểm tra sự thụ tinh. Nếu có phôi thụ tinh, thì phôi cũng sẽ được nuôi cấy như ở phần trên để thực hiện việc chuyển phôi sau này.

2.3.2.3. Chuyển phôi.

Quá trình nuôi cấy phôi thành công, người vợ sẽ đến bệnh viện để được chuyển

phôi vào buồng tử cung. Thủ thuật này chỉ mất vài phút và không gây đau đớn. Thông thường bệnh nhân được chuyển vào 3 - 4 phôi. Có thể có ít phôi hơn nếu bệnh nhân không có nhiều trứng hoặc số phôi được thụ tinh không nhiều. Phôi được chuyển vào buồng tử cung để làm tổ và phát triển thành thai. Bao bên ngoài phôi là màng trong suốt. Trong một số trường hợp, lớp màng này bị cứng chắc bất thường hoặc không mỏng đi trong quá trình phôi phát triển. Điều này làm cho phôi không thể thoát ra ngoài và bám vào nội mạc tử cung để làm tổ. Dựa trên giả thuyết đó, kỹ thuật làm mỏng hoặc làm

thủng màng trong suốt bên ngoài phôi đã ra đời, giúp phôi dễ thoát ra ngoài và làm tổ vào tử cung hơn. Nhờ đó giúp cải thiện tỉ lệ thành công khi làm thụ tinh trong ống nghiệm.

Sau chuyển phôi bệnh nhân có thể đi về nhà ngay, không cần nằm viện. Bệnh

nhân sẽ được cho toa thuốc nội tiết hỗ trợ để tăng cơ hội làm tổ của phôi.

Bệnh nhân sẽ được tái khám sau 14 ngày chuyển phôi và thực hiện khám thai định kỳ, được các bác sĩ tư vấn cũng như sử dụng các loại thuốc nhằm đem lại hiệu quả cao cho quá trình mang thai.

2.3.3. Những thành quả đạt được của thụ tinh trong ống nghiệm trên thế giới và Việt Nam

2.3.3.1. Trên thế giới

Cách đây 34 năm, tại một Bệnh viện Kershaw, ở Oldham miền bắc nước Anh đứa trẻ thụ tinh trong ống nghiệm đầu tiên trên thế giới đã ra đời. Ngày sinh của Louise Brow 25 tháng 7 năm 1978 đã trở thành biểu tượng của niềm hy vọng của hàng triệu cặp vợ chồng hiếm muộn. Trên thế giới mỗi năm có gần nửa triệu trường hợp thụ tinh trong ống nghiệm được thực hiện và hơn 100.000 em bé chào đời từ kỹ thuật này mỗi năm. Tổng số

GVDH: Trần Thị Phương Nhung

35

Bài tiểu luận: Nhóm 10

ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN

em bé thụ tinh trong ống nghiệm ra đời trên thế giới cho đến nay đã vượt qua con số 1,1 triệu và con số này đang tăng ngày càng nhanh.

Tháng 5 năm 1999, một sự kiện khác xảy ra đã trở thành một cột mốc đáng ghi nhớ khác của lịch sử phát triển kỹ thuật hỗ trợ sinh sản. Natalie Brown, người phụ nữ đầu tiên được sinh ra bằng kỹ thuật thụ tinh trong ống nghiệm, đã có con của chính mình một cách tự nhiên. Natalie Brown cũng chính là em ruột của Louise Brown.

Với sự phát triển nhanh chóng của kỹ thuật này, các nhà quản lý y tế và cộng đồng ngày càng nhận thức rõ hơn về vấn đề vô sinh, một vấn đề có thể có ảnh hưởng nghiêm trọng đến hạnh phúc, cuộc sống của từng cá nhân và gia đình trong xã hội.

2.3.3.2. Ở Việt Nam

Bác sĩ Nguyễn Thị Ngọc Phượng, Giám đốc Bệnh viện Phụ Sản, là người đầu tiên

chủ trương việc thực hiện thụ tinh trong ống nghiệm tại Việt nam. Do điều kiện khó khăn về kinh phí và trình độ phát triển của ngành y tế nước nhà, Bệnh viện Phụ Sản Từ Dũ đã mất gần 10 năm để đầu tư và chuẩn bị cơ sở vật chất. Với tinh thần khoa học, sự kiên trì và tâm huyết của những cán bộ lãnh đạo đầu đàn, kết hợp sự chuẩn bị nghiêm túc về khoa học, kỹ thuật, Bệnh viện Phụ Sản Từ Dũ đã thực hiện một bước đột phá trong ngành Sản Phụ khoa Việt nam khi tiến hành thực hiện những trường hợp thụ tinh trong ống nghiệm đầu tiên ở Việt nam vào tháng 8 năm 1997.

Vào năm 2003, Việt nam đã thành công ở hầu như tất cả các kỹ thuật hỗ trợ sinh sản cao cấp và đạt tỉ lệ thành công tương đương với khu vực và các nước trên thế giới. Các đồng nghiệp trong khu vực và trên thế giới đều ghi nhận và thán phục sự phát triển vượt bậc của các kỹ thuật hỗ trợ sinh sản ở Việt nam.

Vẫn còn đó những tranh luận về thụ tinh trong ống nghiệm, về các kỹ thuật hỗ trợ sinh sản, nhưng không ai phủ nhận được những niềm vui, hạnh phúc, hy vọng mà kỹ thuật này đã mang lại cho biết bao cặp vợ chồng, biết bao gia đình khát khao được nghe một tiếng khóc, tiếng cười trẻ thơ; cũng không ai có thể phủ nhận được những thành tựu,

những phát kiến khoa học mà sự phát triển của các kỹ thuật hỗ trợ sinh sản đã đóng góp cho kho tàng tri thức chung của nhân loại.

2.4. Nhân bản vô tính động vật

2.4.1. Khái niệm

Nhân bản là tạo ra “bản sao” của một tế bào hoặc một sinh vật. Các “bản sao” này

giống y hệt nhau về mặt di truyền. Có hai kiểu nhân bản động vật là:

- Nhân bản phôi (nhân bản từ các tế bào phôi)

GVDH: Trần Thị Phương Nhung

36

Bài tiểu luận: Nhóm 10

ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN

- Nhân bản vô tính từ các tế bào trưởng thành.

Nhân bản phôi người và động vật có thể xẩy ra trong tự nhiên hoặc nhân tạo. các trường hợp sinh đôi cùng trứng là ví dụ điển hình của nhân bản phôi người và động vật trong tự nhiên.

Nhân bản vô tính, còn gọi là nhân bản DNA trưởng thành, là một dạng sinh sản vô tính nhân tạo dựa trên kỹ thuật nhân bản. Kỹ thuật nhân bản vô tính được dùng với mục đích tạo ra một “bản sao” giống hệt một động vật hoặc một người đang tồn tại. Kỹ thuật này có thể thực hiện được với các tế bào có nhân lưỡng bội lấy từ phôi, thai, hoặc từ một động vật trưởng thành, thậm chí có thể từ các mô đông lạnh và chỉ có thể xảy ra trong phòng thí nghiệm.

2.4.2. Tiến trình, cơ chế, ứng dụng nhân bản vô tính

Có hai kỹ thuật chuyển nhân được dùng trong nhân bản vô tính động vật:

• Kỹ thuật Roslin

• Kỹ thuật Honolulu

2.4.2.1. Kỹ thuật Roslin (1996):

Do Ian Wilmut và Keith Campbell ở viện Roslin (Scotland) dùng để nhân bản cừu

Dolly.

Quy trình thực hiện:

• Lấy ra 1 tế bào từ tuyến vú của một cừu mẹ.

• Nuôi cấy tế bào này để tế bào nhân lên trên in vitro nhằm tạo ra nhiều bản sao

nhân tế bào.

• Lấy một tế bào ra khỏi nuôi cấy và đồng bộ hóa chu trình tế bào (synchronizing cell cycles) bằng cách để đói trong môi trường nghèo dinh dưỡng. Trong điều kiện này tế bào tắt tất cả các gen hoạt động tế và chuyển vào pha ngủ G0.

• Loại bỏ nhân của tế bào trứng chưa thụ tinh lấy từ một cừu “mẹ nuôi”, đặt tế bào

trứng này sát vách tế bào cho (đã đưa về pha G0).

• Sau khi rút nhân trứng từ 1 đến 8 tiếng, cho một dòng điện chạy qua hai tế bào này, shock có tác dụng hòa tế bào trứng (đã bỏ nhân) và tế bào cho nhân với nhau, đồng thời khởi động tế bào mới tạo thành phát triển thành phôi.

• Nếu phôi đó sống, nó được cho phát triển trong khoảng 6 ngày và cuối cùng

được đặt vào tử cung “mẹ nuôi” cho phát triển thành thai và sinh sản như bình thường.

Kỹ thuật tạo ra cừu Dolly có tỷ lệ thành công là 1/277

GVDH: Trần Thị Phương Nhung

37

ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN

Bài tiểu luận: Nhóm 10

2.4.2.2. Kỹ thuật Honolulu:

Kỹ thuật này được Teruhiko Wakayama và Ryuzo Yanagimachi ở đại học tổng

hợp Hawai giới thiệu năm 1998.

Quy trình thực hiện: Wakayama ban đầu dùng ba loại tế bào:

• Tế bào Sertoli (tế bào lát ống tinh hoàn)

• Tế bào não

• Tế bào gò trứng (cumulus cells).

Bình thường trong cơ thể các loại tế bào này đã được duy trì ở pha G0 và các tế

bào gò trứng hầu như luôn ở pha G0 hoặc G1 (trạng thái ngủ hay tình trạng ẩn dật).

• Các trứng chuột chưa thụ tinh được dùng để nhận nhân cho.

• Sau khi tế bào cho được lấy từ cơ thể chuột, nhân được lấy ra ngay.

• Sau khi loại bỏ nhân, đưa nhân tế bào cho vào trong tế bào trứng bằng tiêm nhân

trực tiếp. Sau một giờ, tế bào trứng chấp nhận nhân mới.

• Trứng được để yên thêm 5-6 giờ nữa rồi đưa vào ủ trong môi trường nuôi cấy có

chứa cytochalasin B để khởi động tế bào phân chia.

• Sau khi được khởi động, trứng này sẽ phát triển thành phôi, phôi này sau đó

được cấy vào tử cung “mẹ nuôi” cho mang thai và sinh nở bình thường.

Kỹ thuật Honolulu thành công nhất với các tế bào gò trứng (cumulus cell)

Kỹ thuật Honolulu có tỷ lệ thành công là 3/100

Kỹ thuật Honolulu được cho là ưu việt hơn kỹ thuật Roslin (tỷ lệ thành công cao

hơn) và đã được ứng dụng rộng rãi để nhân bản vô tính các động vật khác.

2.4.2.3. So sánh kỹ thuật Roslin và Honolulu:

Giống nhau:

Lấy tế bào trứng (nhân đơn bội) của cơ thể “mẹ”, hút bỏ nhân đơn bội.

Lấy tế bào thân trưởng thành (máu, da …) của cá thể sẽ nhân bản, đồng bộ hóa

chu trình tế bào của tế bào này, hút lấy nhân lưỡng bội.

Đưa nhân lưỡng bội vào trong trứng đã hút bỏ nhân nói trên để tạo nên “phôi vô

tính”.

Kích thích để “phôi vô tính” tiếp tục phát triển và phân chia tạo nên khối

blastocyst.

GVDH: Trần Thị Phương Nhung

38

Bài tiểu luận: Nhóm 10

ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN

Kỹ thuật Roslin

Kỹ thuật Honolulu

Tế bào cho:

Tế bào cho:

- Là tế bào tuyến vú, cần được đưa về giai đoạn G0.

Là tế bào tự nhiên đã ở trạng thái ngủ (giai đoạn G0 hoặcc G1): các tế bào cumulus, tế bào não, tế bào sertoli

- Được nuôi cấy nhân lên ngoài cơ thể

Dùng ngay, không nuôi cấy ngoài cơ thể

Đưa nhân tế bào cho vào tế bào nhận bằng shock điện

Đưa nhân tế bào cho vào tế bào nhận bằng tiêm trực tiếp

Nhân trứng được dòng điện hoạt hóa.

Trứng sau nhận nhân (“thụ tinh”) được để yên

(không có kích thích nào khác) 5-6 giờ để cho phép chấp nhận nhận mới và có thời gian tái

lập trình nhân tế bào

Hoạt hóa tế bào phân chia phát triển thành phôi bằng shock điện

Hoạt hóa tế bào phân chia phát triển thành phôi bằng ủ trong môi trường hóa học có chứa

cytochalasin B.

Tỷ lệ nhân bản thành công thấp (1 lần thành

Tỷ lệ nhân bản thành công cao (3 lần thành

công trong số 277 lần làm)

công trong số 100 lần làm)

Khác nhau:

2.4.3. Ứng dụng:

Nhân bản vô tính động vật chưa có ứng dụng trong thực tế vì các lý do sau:

• Xác suất thất bại cao

• Tỷ lệ của cá thể sống thấp

• Không thể vượt qua đồng hồ sinh học

• Nguy cơ xuất hiện đột biến cao Xác suất thất bại cao

• Các mối lo ngại về các vấn đề đạo đức, an sinh xã hội...

Trong tương lai, nhân bản vô tính sẽ mở ra cơ hội hồi sinh hàng loạt loài động vật

đã tuyệt chủng trên trái đất

2.4.4. Thành tựu:

2.4.4.1. Thế giới:

GVDH: Trần Thị Phương Nhung

39

Bài tiểu luận: Nhóm 10

ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN

1984 - Steen Willadsen nhân bản thành công cừu từ các tế bào phôi bằng kỹ thuật

chuyển nhân tế bào phôi.

1986 - Steen Willadsen nhân bản một con bò từ các tế bào phôi một tuần tuổi đã

biệt hóa.

1993 - Bò được tạo ra bằng cách chuyển nhân từ các tế bào phôi nuôi cấy

1996 - Ian Wilmut, Keith Campbell và các cộng sự ở viện Roslin, Scotland nhân

bản thành công cừu Dolly từ các tế bào tuyến vú của một con cừu mẹ.

1998 - Ryuzo Yanagimachi, Toni Perry, và Teruhiko Wakayama ở đại học Hawaii công bố đã nhân bản thành công 50 chuột từ các tế bào đã trưởng thành. Kỹ thuật nhân bản mới này do Wakayama phát triển và được chứng minh là hiệu quả hơn phương pháp dùng nhân bản cừu Dolly.

1999 - Khỉ Rhesus cái Tetra được nhân bản bằng phân chia các tế bào phôi sớm

2002 - Thỏ và mèo được nhân bản từ các tế bào trưởng thành.

2005 - Tiến sỹ HuangWooSuk đã cho ra đời con chó đầu tiên bằng sinh sản vô

tính

2008 - Các nhà khoa học Nhật Bản đã thành công trong việc nhân bản chuột từ 1

con chuột chết cách đó 16 năm

2009 - Tiến sỹ Nisar Ahmad Wani ở Dubai công bố đã nhân bản thành công lạc đà

Injar từ 1 con lạc đà cái

2.4.4.2. Việt Nam:

2006 - Các nhà khoa học Việt Nam nhân bản thành công giống lợn mini hoang dã sạch dòng. Bên cạnh đó, các nhà khoa học Việt Nam cũng đã tiến hành nghiên cứu nhân

bản vô tính trên các loài động vật khác như trâu, bò nhà, bò tót, chuột, sao la, gấu, khỉ...

GVDH: Trần Thị Phương Nhung

40

Bài tiểu luận: Nhóm 10

ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN

MỤC LỤC I. Ứng dụng nuôi cấy TBĐV và người ..................................................................................... 2 1.1. SX vaccin virus, huyết thanh ......................................................................................... 2 1.1.1. Vaccin sống .............................................................................................................. 2 1.1.2. Vaccin bất hoạt......................................................................................................... 4 1.1.3. Huyết thanh miễn dịch. .......................................................................................... 12 1.2. Sản xuất các protein, hormone trị liệu ........................................................................ 15 1.3. Sản xuất các r-protein dùng cho trị liệu bằng các tế bào động vật chuyển gen. ....... 16 1.4. Sản xuất các kháng thể đơn dòng ................................................................................ 17 1.5. Phục hồi các cơ quan bị thương tổn hay chế tạo các cơ quan nhân tạo. .................... 18 1.5.1. Cấy ghép thành công khí quản nhân tạo làm từ tế bào gốc ................................... 18 1.5.2 Chế tạo thành công da nhân tạo ............................................................................ 19 1.5.3. Chế tạo thành công xương xốp nhân tạo ............................................................... 19 1.5.4. Phổi nhân tạo ......................................................................................................... 20 1.5.5. Thay van tim nhân tạo .......................................................................................... 21 1.6. Ghép cơ quan Động vật ............................................................................................... 25 1.6.1. Tiến hành cấy ghép mô của lợn lên người ............................................................. 25 1.6.2. Cơ quan nội tạng của dê có thể cấy ghép cho người .............................................. 26 1.6.3. Cấy ghép tụy từ tế bào nhiều động vật khác nhau ................................................. 27 II. Ứng dụng CNSH trong sinh sản. ....................................................................................... 28 2.1. GIFT - chuyển giao tử vào ống dẫn trứng. ................................................................. 28 2.1.1. Khái niệm: .............................................................................................................. 28 2.1.2. Tiến hành ............................................................................................................... 28 2.1.3. Những thuận lợi và bất ngờ ................................................................................... 28 2.2. Thụ tinh nhân tạo ........................................................................................................ 30 2.2.1. Khái niệm: .............................................................................................................. 30 2.2.2. Chuẩn bị giao tử..................................................................................................... 30 2.2.3. Cơ chế tiến trình. .................................................................................................... 31 2.2.4 Ứng dụng thụ tinh nhân tạo. .................................................................................. 31 2.2.5 Thành tựu đạt được: .............................................................................................. 31 2.3. IVF – Thụ tinh trong ống nghiệm ................................................................................ 32 2.3.1. Khái niệm thụ tinh trong ống nghiệm .................................................................... 32 2.3.2. Quy trình thực hiện thụ tinh trong ống nghiệm ..................................................... 33 2.3.3. Những thành quả đạt được của thụ tinh trong ống nghiệm trên thế giới và Việt Nam ................................................................................................................................. 35 2.4. Nhân bản vô tính động vật........................................................................................... 36 2.4.1. Khái niệm ............................................................................................................... 36 2.4.2. Tiến trình, cơ chế, ứng dụng nhân bản vô tính ...................................................... 37 2.4.3. Ứng dụng: .............................................................................................................. 39 2.4.4. Thành tựu: ............................................................................................................. 39

GVDH: Trần Thị Phương Nhung

41