Tiểu luận Ứng dụng công nghệ sinh học trong sinh sản

n 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. Bài tiểu luận: Nhóm 10 ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN GVDH: Trần Thị Phương Nhung 20 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. Bài tiểu luận: Nhóm 10 ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN GVDH: Trần Thị Phương Nhung 21 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 Bài tiểu luận: Nhóm 10 ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN GVDH: Trần Thị Phương Nhung 22 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. Bài tiểu luận: Nhóm 10 ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN GVDH: Trần Thị Phương Nhung 23 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. Bài tiểu luận: Nhóm 10 ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN GVDH: Trần Thị Phương Nhung 24 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. Bài tiểu luận: Nhóm 10 ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN GVDH: Trần Thị Phương Nhung 25 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. Hình 6 - Các mô của chú lợn biến đổi gen này sẽ được cấy ghép vào cơ thể con người (Ảnh: Xinhuanet) 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. Bài tiểu luận: Nhóm 10 ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN GVDH: Trần Thị Phương Nhung 26 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 Bài tiểu luận: Nhóm 10 ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN GVDH: Trần Thị Phương Nhung 27 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. 1.6.3. Cấy ghép tụy từ tế bào nhiều động vật khác nhau Hình 7 - Cấy ghép tế bào gốc cảm ứng đa chức năng (iPS) chuột cống vào cơ thể 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. Bài tiểu luận: Nhóm 10 ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN GVDH: Trần Thị Phương Nhung 28 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 Bài tiểu luận: Nhóm 10 ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN GVDH: Trần Thị Phương Nhung 29 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. Bài tiểu luận: Nhóm 10 ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN GVDH: Trần Thị Phương Nhung 30 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 Bài tiểu luận: Nhóm 10 ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN GVDH: Trần Thị Phương Nhung 31 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%) Bài tiểu luận: Nhóm 10 ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN GVDH: Trần Thị Phương Nhung 32 Số chu kỳ điều trị n=37 Số liệu BV. Từ Dũ Số liệu 1991- 1995 (Van Steir-teghem, 2000) 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% Tổng số phôi 210 (52,1%) 65.10% 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. Bài tiểu luận: Nhóm 10 ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN GVDH: Trần Thị Phương Nhung 33 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 Bài tiểu luận: Nhóm 10 ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN GVDH: Trần Thị Phương Nhung 34 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) Bài tiểu luận: Nhóm 10 ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN GVDH: Trần Thị Phương Nhung 35 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 Bài tiểu luận: Nhóm 10 ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN GVDH: Trần Thị Phương Nhung 36 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) Bài tiểu luận: Nhóm 10 ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN GVDH: Trần Thị Phương Nhung 37 - 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 Bài tiểu luận: Nhóm 10 ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN GVDH: Trần Thị Phương Nhung 38 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. Bài tiểu luận: Nhóm 10 ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN GVDH: Trần Thị Phương Nhung 39 Khác nhau: Kỹ thuật Roslin Kỹ thuật Honolulu Tế bào cho: - Là tế bào tuyến vú, cần được đưa về giai đoạn G0. - Được nuôi cấy nhân lên ngoài cơ thể Tế bào cho: 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 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 công trong số 277 lần làm) Tỷ lệ nhân bản thành công cao (3 lần thành công trong số 100 lần làm) 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: Bài tiểu luận: Nhóm 10 ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN GVDH: Trần Thị Phương Nhung 40 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... Bài tiểu luận: Nhóm 10 ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN GVDH: Trần Thị Phương Nhung 41 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