Giải SGK Chuyên đề Sinh học 10 Bài 3. Công nghệ tế bào động vật và thành tựu

Triển vọng của công nghệ tế bào động vật trong tương lai:

- Sử dụng liệu pháp tế bào gốc và liệu pháp gene để chữa trị bệnh cho con người.

- Sử dụng nuôi cấy tế bào để sản xuất protein chữa bệnh cho con người.

- Sử dụng công nghệ tế bào kết hợp với công nghệ di truyền tạo ra các con vật mang gene người dùng làm mô hình nghiên cứu phát sinh bệnh, nghiên cứu và chế tạo được thuốc ở giai đoạn sớm.

- Sử dụng công nghệ tế bào động vật để tạo các mô, cơ quan thay thế hoặc để giúp tăng sinh khối, cung cấp nguồn tế bào cho công nghệ gene, sản xuất thịt nhân tạo, nhân bản vô tính,…

Quy trình nhân bản vô tính động vật có thể được tóm tắt như sau:

- Bước 1: Tách tế bào cho nhân từ một loại mô nào đó của con vật cần nhân bản. Nuôi cấy tế bào trong môi trường nhân tạo để nhân tế bào được đưa về trạng thái giải biệt hóa giống như nhân của tế bào hợp tử. Sau đó, tách lấy nhân tế bào.

- Bước 2: Lấy tế bào trứng từ con cái trưởng thành của cá thể khác, sau đó loại bỏ nhân của tế bào trứng này.

- Bước 3: Dung hợp nhân tế bào của con vật cần nhân bản vào trứng đã mất nhân.

- Bước 4: Nuôi cấy tế bào trứng đã được cấy nhân cho phát triển thành phôi sớm trong môi trường nhân tạo.

- Bước 5: Cấy phôi vào tử cung của cá thể mang thai hộ. Sau thời gian mang thai, cá thể mẹ mang thai hộ sinh ra cá thể con giống hệt cá thể cho nhân.

Một trong những nguyên nhân khiến việc nhân bản vô tính động vật vẫn chưa thực sự thành công là do việc tái lập trình hệ gene của tế bào cho nhân vẫn không được diễn ra một cách hoàn hảo trong tế bào trứng. Trong quá trình biệt hóa tế bào, nhiều gene được đóng/mở bằng cách methyl hóa (gắn thêm nhóm -CH₃) một số vị trí nucleotide (cytosine). Trong quá trình giải biệt hóa tế bào cho nhân, có thể một số gene trong tế bào cho nhân chưa được khử nhóm methyl nên còn nhiều gene chưa được giải biệt hóa, dẫn đến quá trình phát triển của con vật nhân bản chưa bình thường.

Người ta có thể tạo ra các tế bào gốc để chữa bệnh bằng cách:

- Lấy tế bào gốc phôi từ những phôi thụ tinh trong ống nghiệm giai đoạn 6 ngày tuổi hoặc từ các thai bị sảy hoặc được tạo ra bằng nhiều cách khác rồi nuôi trong môi trường nhân tạo.

- Tách tế bào gốc trưởng thành từ mô và cơ quan của người rồi đem nuôi cấy trên môi trường nhân tạo.

- Nuôi cấy các tế bào chuyên hóa khỏe mạnh từ người bệnh, sau đó giải biệt hóa cho chúng trở lại thành tế bào gốc đa tiềm năng.

Một số thành tựu sử dụng tế bào gốc để chữa bệnh ở người:

- Sử dụng tế bào gốc để phục hồi các tế bào lành bị tổn thương do quá trình xạ trị như tế bào máu ở bệnh nhân mắc ung thư.

- Bảo quản tế bào gốc lấy từ máu cuống rốn trẻ sơ sinh ở điều kiện lạnh sâu nhằm dự trữ nguồn tế bào gốc hữu ích dùng để chữa bệnh.

- Thử nghiệm liệu pháp tế bào gốc để thay thế tế bào tuyến tụy không còn khả năng tổng hợp insulin nhằm chữa trị bệnh tiểu đường type 1.

- Thử nghiệm dùng tế bào gốc để chữa bệnh mù do thoái hóa điểm vàng ở người cao tuổi, bệnh Parkinson,…

- Liệu pháp gene là phương pháp chữa bệnh di truyền bằng việc thay thế gene bệnh bằng gene lành.

- Các bước tiến hành trong liệu pháp gene:

+ Bước 1: Nuôi cấy tế bào gốc (tế bào gốc lấy từ người bệnh hoặc từ người phù hợp) trên môi trường nhân tạo.

+ Bước 2: Tế bào gốc được sửa chữa gene hoặc thay thế gene bệnh bằng gene lành rồi được sàng lọc và cho phân chia thành nhiều tế bào.

+ Bước 3: Tiêm các tế bào đã được chỉnh sửa hoặc thay thế gene trở lại cơ thể người bệnh.