Nhiều thập kỷ qua, việc nghiên cứu những giai đoạn đầu tiên của sự sống ở con người luôn là một thách thức lớn, do các rào cản về mặt kỹ thuật lẫn đạo đức sinh học.
Do đó, sự xuất hiện của các mô hình phôi người làm từ tế bào gốc, hay còn gọi là blastoid, đã mở ra triển vọng lớn giúp giới khoa học giải mã bí ẩn về khả năng sinh sản, quá trình thụ thai cũng như nguyên nhân gây sảy thai sớm mà không cần dựa vào phôi hiến tặng.
Tuy nhiên, một câu hỏi quan trọng luôn được đặt ra là liệu một cấu trúc có hình dáng giống phôi người dưới kính hiển vi có thực sự hoạt động giống như một phôi người tự nhiên ở cấp độ phân tử hay không.
Một câu hỏi quan trọng luôn được đặt ra là liệu phôi người từ tế bào gốc có thực sự hoạt động giống như một phôi người tự nhiên ở cấp độ phân tử hay không. Hình minh họa: Cloudnine Fertility.
Để tìm lời giải cho thắc mắc này, nhóm nghiên cứu tại Đại học Sydney (Australia) do Phó Giáo sư Pengyi Yang dẫn đầu đã xây dựng một khuôn khổ tính toán tiên tiến nhằm đánh giá toàn diện độ chính xác sinh học của các mô hình phôi.
Công trình trên, được công bố trên tạp chí Cell Systems ngày 2/10, đã kết hợp và đồng bộ hóa dữ liệu từ hơn 14.000 tập hợp RNA đơn bào của phôi người tự nhiên ở các giai đoạn phát triển quan trọng.
Thông qua kỹ thuật giải trình tự RNA đơn bào, các nhà khoa học đã tạo nên một cuốn bản đồ tham chiếu chi tiết, phản ánh chính xác cách các tế bào phân hóa và tự tổ chức trong những ngày ngay trước và sau khi phôi làm tổ vào thành tử cung.
Sử dụng bản đồ tham chiếu này, nhóm nghiên cứu đã tiến hành so sánh 4 quy trình tạo blastoid phổ biến hàng đầu thế giới hiện nay. Thay vì chỉ quan sát hình thái bên ngoài dưới kính hiển vi, nghiên cứu đi sâu phân tích nhận dạng phân tử, thời gian phát triển và cấu trúc dòng tế bào.
Kết quả cho thấy sự khác biệt đáng kể giữa các phương pháp nuôi cấy. Dù một số mô hình tái hiện tương đối tốt cả ba dòng tế bào chính của phôi nang tự nhiên, nhiều mô hình khác lại không thể hiện chính xác một số loại tế bào hoặc chứa lượng lớn tế bào không khớp với bất kỳ trạng thái phôi tự nhiên nào đã biết.
"Phát hiện đáng khích lệ là một số mô hình nắm bắt tương đối tốt các khía cạnh quan trọng của sự phát triển phôi giai đoạn đầu, dù mỗi mô hình đều có những hạn chế nhất định", Phó Giáo sư Pengyi Yang cho biết.
"Nhưng nghiên cứu của chúng tôi cũng chỉ ra rằng, các mô hình hiện tại không tương đương về mặt sinh học với phôi người thật, và các nhà nghiên cứu cần cẩn trọng với những kết luận rút ra từ chúng", vị chuyên gia này lưu ý thêm.
Phó Giáo sư Pengyi Yang từ Đại học Sydney. Ảnh: Đại học Sydney.
Dù vậy, phát hiện này không làm giảm giá trị của các mô hình nhân tạo mà giúp giới khoa học có cái nhìn khách quan hơn về điểm mạnh và hạn chế của từng phương pháp. Việc hiểu rõ khả năng phản ánh thực tế của từng mô hình sẽ giúp các nhà nghiên cứu tránh đưa ra những kết luận vội vàng hoặc thiếu chính xác trong quá trình thử nghiệm.
Nhằm hỗ trợ cộng đồng khoa học toàn cầu, nhóm tác giả tại Đại học Sydney đã công khai toàn bộ bộ dữ liệu tham chiếu và công cụ đánh giá. Việc làm này cho phép các phòng thí nghiệm trên thế giới dễ dàng kiểm tra những quy trình tạo phôi mới theo cùng một tiêu chuẩn phân tử chuẩn hóa, từ đó đẩy nhanh tốc độ cải tiến và nâng cao tính nghiêm ngặt trong nghiên cứu.
Công trình đánh giá trên xuất hiện trong bối cảnh ngành nghiên cứu phôi nhân tạo đang tiến triển nhanh chóng, nhưng cũng đối mặt với không ít tranh cãi pháp lý và đạo đức. Các quy định quốc tế hiện tại giới hạn thời gian nuôi cấy phôi người tự nhiên trong phòng thí nghiệm không quá 14 ngày.
Dù mô hình từ tế bào gốc đã mở ra hướng đi thay thế linh hoạt hơn, sự phát triển của chúng cũng dấy lên nỗi lo ngại về ranh giới đạo đức khi một số doanh nghiệp tư nhân bắt đầu thương mại hóa công nghệ, hoặc hướng tới các mục tiêu xa hơn như phát triển tử cung nhân tạo.
Trước tình hình đó, các tổ chức uy tín như Hiệp hội Nghiên cứu Tế bào gốc Quốc tế cùng nhiều nhà khoa học hàng đầu vẫn liên tục cập nhật hướng dẫn nhằm đảm bảo nghiên cứu không vượt quá các chuẩn mực của xã hội.
Công cụ đánh giá phân tử mới từ Đại học Sydney chính là một bước tiến quan trọng, giúp ngành sinh học phát triển giữ vững nền tảng khoa học xác thực và định hướng rõ ràng cho các nghiên cứu trong tương lai.