Một bản in thử trước (preprint) trên bioRxiv liên quan đến cùng nghiên cứu này cho thấy việc chỉnh sửa base trong phôi người diễn ra hiệu quả và, không giống như các đứt gãy chuỗi xoắn kép do Cas9 gây ra, không dẫn đến bất thường nhiễm sắc thể hoặc mất đoạn lớn .

So sánh giữa base editing và CRISPR/Cas9 thông thường

Base editing là một phiên bản cải tiến của CRISPR, không tạo ra đứt gãy chuỗi xoắn kép ADN (DSBs). Thay vào đó, nó sử dụng một Cas9 đã được làm suy giảm hoạt tính gắn với enzyme deaminase để trực tiếp chuyển đổi một base ADN thành base khác (ví dụ: C→T hoặc A→G) .

Đánh đổi then chốt: Base editing tránh được sự 'phá hoại' cấu trúc (mất đoạn lớn, chuyển đoạn) mà DSBs do Cas9 gây ra thường xuyên, giúp quá trình chỉnh sửa 'sạch' hơn nhiều tại vị trí mục tiêu . Tuy nhiên, base editing vẫn có các chỉnh sửa ngoài mục tiêu và chỉnh sửa 'người ngoài cuộc' (bystander, chỉnh sửa các base lân cận trong phạm vi hoạt động), và một số nghiên cứu chỉ ra rằng một số base editor có hoạt tính cao (ví dụ: ABE8e) có thể tạo ra nhiều điểm chỉnh sửa ngoài mục tiêu hơn Cas9 nuclease trong các điều kiện kiểm soát .

Sự khác biệt giữa phôi người và phôi chuột

Nghiên cứu đã tiết lộ một sự khác biệt nổi bật trong cách phôi người và phôi chuột phản ứng với sự mất mát NANOG :

• Ở phôi chuột (từ các nghiên cứu trước): Mất Nanog gây chết phôi sớm, nhưng phôi vẫn có thể bắt đầu một số quá trình biệt hóa. Nanog được biết đến với vai trò duy trì tính đa năng ở khối tế bào bên trong .
• Ở phôi người (nghiên cứu này): Khi NANOG bị phá vỡ, các tế bào của khối tế bào bên trong không thể hình thành lớp nội bì (cơ thể tương lai) và thay vào đó gần như hoàn toàn chuyển hướng sang dòng lá nuôi (trophectoderm, nhau thai). Sự mất mát này nghiêm trọng hơn nhiều và quyết định số phận tế bào cứng nhắc hơn so với chuột .

Các chuyên gia độc lập nhận xét về nghiên cứu cho biết các phát hiện này rất 'ấn tượng' — phôi người dường như đòi hỏi NANOG một cách khắt khe hơn để thiết lập dòng nội bì so với phôi chuột, nhấn mạnh tầm quan trọng của việc nghiên cứu trực tiếp trên phôi người thay vì chỉ dựa vào các mô hình động vật .

Những hệ lụy đạo đức và bối cảnh pháp lý

Nghiên cứu đã gây ra cả sự ca ngợi lẫn báo động, được phản ánh qua tiêu đề bài báo của Nature: "Chỉnh sửa gen chính xác trên phôi người gây ra cả lời khen ngợi lẫn sự lo ngại" .

Các vấn đề đạo đức chính được đặt ra:

• Chỉnh sửa dòng mầm di truyền: Mặc dù nghiên cứu này chỉ mang tính cơ bản (không nhằm mục đích mang thai), nhưng nó sử dụng một kỹ thuật mà về mặt lý thuyết có thể được ứng dụng trong lâm sàng, mang tính di truyền. Bất kỳ chỉnh sửa nào được đưa vào phôi đều có thể truyền lại cho các thế hệ tương lai .
• Các tác dụng ngoài mục tiêu và không mong muốn: Mặc dù base editing có độ chính xác cao hơn, nhưng các chỉnh sửa ngoài mục tiêu và đột biến 'người ngoài cuộc' vẫn là một mối quan tâm lớn cho bất kỳ ứng dụng lâm sàng nào trong tương lai .
• Lo ngại về 'con dốc trơn trượt': Một số nhà đạo đức sinh học lo lắng rằng việc chứng minh tính khả thi trên phôi nghiên cứu sẽ đưa thế giới đến gần hơn với 'em bé thiết kế' hoặc các cải thiện phi y tế .
• Sự đồng thuận và phúc lợi: Hội đồng Đạo đức Sinh học Nuffield đã kết luận rằng chỉnh sửa gen di truyền có thể được chấp nhận về mặt đạo đức chỉ khi nó nhằm mục đích đảm bảo phúc lợi cho con người tương lai và không làm gia tăng bất lợi hoặc phân biệt đối xử. Hầu hết các tổ chức đều đồng ý rằng công nghệ này chưa đủ an toàn để sử dụng trong lâm sàng .

Bối cảnh pháp lý tại Vương quốc Anh:

• Nghiên cứu được tiến hành theo giấy phép của Cơ quan Thụ tinh và Phôi học Người (HFEA) của Vương quốc Anh, cho phép nghiên cứu chỉnh sửa gen trên phôi vì mục đích khoa học cơ bản (nhưng không được cấy ghép) .
• Khuôn khổ pháp lý của HFEA (Đạo luật HFE 1990) yêu cầu bất kỳ nghiên cứu phôi nào được cấp phép đều phải có cơ sở khoa học rõ ràng, đáp ứng các tiêu chuẩn đạo đức và không có giải pháp thay thế khả thi nào khác ngoài việc sử dụng phôi .
• Chỉnh sửa gen di truyền vì mục đích sinh sản vẫn là bất hợp pháp tại Vương quốc Anh. HFEA đã tuyên bố rằng chỉnh sửa gen vẫn chưa đủ chính xác hoặc kiểm soát được để cho phép sử dụng lâm sàng an toàn .
• WHO cũng đã công bố một khuôn khổ quản trị kêu gọi một cách tiếp cận thận trọng, từng bước với các cuộc tranh luận rộng rãi trước khi xem xét bất kỳ hình thức chỉnh sửa gen di truyền nào .
• Các quốc gia khác (ví dụ: Trung Quốc, Mỹ) có các khuôn khổ pháp lý khác nhau, nhưng có sự đồng thuận quốc tế rộng rãi chống lại việc chỉnh sửa di truyền lâm sàng ở giai đoạn này .

Một bản in thử trước (preprint) trên bioRxiv liên quan đến cùng nghiên cứu này cho thấy việc chỉnh sửa base trong phôi người diễn ra hiệu quả và, không giống như các đứt gãy chuỗi xoắn kép do Cas9 gây ra, không dẫn đến bất thường nhiễm sắc thể hoặc mất đoạn lớn .

So sánh giữa base editing và CRISPR/Cas9 thông thường

Base editing là một phiên bản cải tiến của CRISPR, không tạo ra đứt gãy chuỗi xoắn kép ADN (DSBs). Thay vào đó, nó sử dụng một Cas9 đã được làm suy giảm hoạt tính gắn với enzyme deaminase để trực tiếp chuyển đổi một base ADN thành base khác (ví dụ: C→T hoặc A→G) .

Đánh đổi then chốt: Base editing tránh được sự 'phá hoại' cấu trúc (mất đoạn lớn, chuyển đoạn) mà DSBs do Cas9 gây ra thường xuyên, giúp quá trình chỉnh sửa 'sạch' hơn nhiều tại vị trí mục tiêu . Tuy nhiên, base editing vẫn có các chỉnh sửa ngoài mục tiêu và chỉnh sửa 'người ngoài cuộc' (bystander, chỉnh sửa các base lân cận trong phạm vi hoạt động), và một số nghiên cứu chỉ ra rằng một số base editor có hoạt tính cao (ví dụ: ABE8e) có thể tạo ra nhiều điểm chỉnh sửa ngoài mục tiêu hơn Cas9 nuclease trong các điều kiện kiểm soát .

Sự khác biệt giữa phôi người và phôi chuột

Nghiên cứu đã tiết lộ một sự khác biệt nổi bật trong cách phôi người và phôi chuột phản ứng với sự mất mát NANOG :

• Ở phôi chuột (từ các nghiên cứu trước): Mất Nanog gây chết phôi sớm, nhưng phôi vẫn có thể bắt đầu một số quá trình biệt hóa. Nanog được biết đến với vai trò duy trì tính đa năng ở khối tế bào bên trong .
• Ở phôi người (nghiên cứu này): Khi NANOG bị phá vỡ, các tế bào của khối tế bào bên trong không thể hình thành lớp nội bì (cơ thể tương lai) và thay vào đó gần như hoàn toàn chuyển hướng sang dòng lá nuôi (trophectoderm, nhau thai). Sự mất mát này nghiêm trọng hơn nhiều và quyết định số phận tế bào cứng nhắc hơn so với chuột .

Các chuyên gia độc lập nhận xét về nghiên cứu cho biết các phát hiện này rất 'ấn tượng' — phôi người dường như đòi hỏi NANOG một cách khắt khe hơn để thiết lập dòng nội bì so với phôi chuột, nhấn mạnh tầm quan trọng của việc nghiên cứu trực tiếp trên phôi người thay vì chỉ dựa vào các mô hình động vật .

Những hệ lụy đạo đức và bối cảnh pháp lý

Nghiên cứu đã gây ra cả sự ca ngợi lẫn báo động, được phản ánh qua tiêu đề bài báo của Nature: "Chỉnh sửa gen chính xác trên phôi người gây ra cả lời khen ngợi lẫn sự lo ngại" .

Các vấn đề đạo đức chính được đặt ra:

• Chỉnh sửa dòng mầm di truyền: Mặc dù nghiên cứu này chỉ mang tính cơ bản (không nhằm mục đích mang thai), nhưng nó sử dụng một kỹ thuật mà về mặt lý thuyết có thể được ứng dụng trong lâm sàng, mang tính di truyền. Bất kỳ chỉnh sửa nào được đưa vào phôi đều có thể truyền lại cho các thế hệ tương lai .
• Các tác dụng ngoài mục tiêu và không mong muốn: Mặc dù base editing có độ chính xác cao hơn, nhưng các chỉnh sửa ngoài mục tiêu và đột biến 'người ngoài cuộc' vẫn là một mối quan tâm lớn cho bất kỳ ứng dụng lâm sàng nào trong tương lai .
• Lo ngại về 'con dốc trơn trượt': Một số nhà đạo đức sinh học lo lắng rằng việc chứng minh tính khả thi trên phôi nghiên cứu sẽ đưa thế giới đến gần hơn với 'em bé thiết kế' hoặc các cải thiện phi y tế .
• Sự đồng thuận và phúc lợi: Hội đồng Đạo đức Sinh học Nuffield đã kết luận rằng chỉnh sửa gen di truyền có thể được chấp nhận về mặt đạo đức chỉ khi nó nhằm mục đích đảm bảo phúc lợi cho con người tương lai và không làm gia tăng bất lợi hoặc phân biệt đối xử. Hầu hết các tổ chức đều đồng ý rằng công nghệ này chưa đủ an toàn để sử dụng trong lâm sàng .

Bối cảnh pháp lý tại Vương quốc Anh:

• Nghiên cứu được tiến hành theo giấy phép của Cơ quan Thụ tinh và Phôi học Người (HFEA) của Vương quốc Anh, cho phép nghiên cứu chỉnh sửa gen trên phôi vì mục đích khoa học cơ bản (nhưng không được cấy ghép) .
• Khuôn khổ pháp lý của HFEA (Đạo luật HFE 1990) yêu cầu bất kỳ nghiên cứu phôi nào được cấp phép đều phải có cơ sở khoa học rõ ràng, đáp ứng các tiêu chuẩn đạo đức và không có giải pháp thay thế khả thi nào khác ngoài việc sử dụng phôi .
• Chỉnh sửa gen di truyền vì mục đích sinh sản vẫn là bất hợp pháp tại Vương quốc Anh. HFEA đã tuyên bố rằng chỉnh sửa gen vẫn chưa đủ chính xác hoặc kiểm soát được để cho phép sử dụng lâm sàng an toàn .
• WHO cũng đã công bố một khuôn khổ quản trị kêu gọi một cách tiếp cận thận trọng, từng bước với các cuộc tranh luận rộng rãi trước khi xem xét bất kỳ hình thức chỉnh sửa gen di truyền nào .
• Các quốc gia khác (ví dụ: Trung Quốc, Mỹ) có các khuôn khổ pháp lý khác nhau, nhưng có sự đồng thuận quốc tế rộng rãi chống lại việc chỉnh sửa di truyền lâm sàng ở giai đoạn này .