Tạo tế bào tiền thân tinh trùng từ tế bào gốc: Bước tiến mới trong nghiên cứu vô sinh nam

Vô sinh nam là một trong những thách thức đáng chú ý của y học sinh sản. Dữ liệu của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) năm 2023 cho thấy vô sinh ảnh hưởng đến khoảng 1 trong 6 người trưởng thành trên toàn cầu. Riêng trong các cặp đôi gặp khó khăn khi có con, yếu tố nam giới có thể góp phần trong khoảng 40 - 50% trường hợp.

Điều khiến các bác sĩ và nhà khoa học trăn trở là có nhiều ca vô sinh nam vẫn chưa tìm được nguyên nhân rõ ràng, dù người bệnh đã làm các xét nghiệm hiện có.

Khoảng trống này khiến việc điều trị còn nhiều khó khăn, nhất là với những nam giới không có tinh trùng do quá trình sinh tinh trong tinh hoàn bị gián đoạn.

Một nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Cell Stem Cell đang mở ra thêm hướng tìm hiểu. Nhóm nghiên cứu do Tiến sĩ Kotaro Sasaki dẫn đầu đã tạo được tinh nguyên bào người từ tế bào gốc đa năng cảm ứng, sau đó nuôi cấy trong một mô ghép trên chuột.

Tinh nguyên bào là gì?

Tinh nguyên bào, hay spermatogonia, là tế bào gốc sinh tinh nằm trong tinh hoàn. Có thể hiểu đây là "điểm khởi đầu" của quá trình tạo tinh trùng, trước khi tế bào tiếp tục phát triển qua nhiều giai đoạn để trở thành tinh trùng trưởng thành.

Khi tinh nguyên bào bị thiếu hụt, tổn thương hoặc không phát triển theo đúng trình tự, quá trình tạo tinh trùng có thể bị gián đoạn từ rất sớm.

Vì vậy, việc tạo được loại tế bào này trong điều kiện nghiên cứu có thể giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn cơ chế gây vô sinh nam.

Tuy nhiên, tinh nguyên bào chưa phải tinh trùng. Đây mới là một tế bào tiền thân trên hành trình dài để tạo ra tinh trùng có khả năng thụ tinh.

Từ tế bào gốc đến cấu trúc giống tinh hoàn

Trong nghiên cứu này, nhóm khoa học bắt đầu từ tế bào gốc đa năng cảm ứng, thường gọi là iPSC. Đây là loại tế bào được tạo ra bằng cách “lập trình lại” tế bào trưởng thành của người, giúp chúng có khả năng phát triển thành nhiều loại tế bào khác nhau.

Từ iPSC, nhóm nghiên cứu tạo ra các tế bào giống tế bào mầm phôi sớm. Có thể hiểu đây là một dạng tiền thân rất sớm trong quá trình hình thành tinh trùng. Sau đó, các tế bào này được kết hợp với tế bào hỗ trợ lấy từ tinh hoàn chuột đang phát triển.

Hỗn hợp tế bào tiếp tục được cấy vào một túi mô trên thận chuột để có môi trường nuôi dưỡng phù hợp hơn. Sau khi cấy ghép, các tế bào tự sắp xếp thành cấu trúc dạng ống, tương tự các ống sinh tinh trong tinh hoàn.

Sau khoảng 6 tháng, tế bào người đã phát triển thành tinh nguyên bào. Khi kiểm tra hoạt động gene, các tế bào này có nhiều điểm tương đồng với tinh nguyên bào bình thường ở người trưởng thành.

Vì sao chưa thể gọi là tạo tinh trùng?

Dù kết quả này rất đáng chú ý, phần lớn tế bào vẫn dừng lại ở giai đoạn tinh nguyên bào. Chúng chưa phát triển thành tinh trùng trưởng thành.

Rào cản lớn nằm ở môi trường nuôi dưỡng. Quá trình sinh tinh ở người cần sự phối hợp tinh vi giữa nhiều loại tế bào hỗ trợ, hormone và tín hiệu sinh học trong tinh hoàn. Môi trường lấy từ chuột có thể hỗ trợ tế bào người đến một mức độ nhất định, nhưng chưa đủ để dẫn dắt chúng đi hết quá trình.

Nói cách khác, nghiên cứu này đã đi được một đoạn quan trọng trên hành trình tái tạo sinh tinh, nhưng đích đến vẫn còn xa. Tạo ra tinh trùng trưởng thành, hoạt động bình thường và an toàn về mặt di truyền là một thách thức lớn hơn rất nhiều.

Vì sao nghiên cứu này quan trọng với vô sinh nam?

Dù kết quả này rất đáng chú ý, các tế bào mới chỉ dừng ở giai đoạn tinh nguyên bào. Chúng chưa thể phát triển tiếp thành tinh trùng trưởng thành.

Một trong những rào cản lớn nằm ở môi trường nuôi dưỡng. Quá trình tạo tinh trùng ở người cần sự phối hợp rất chặt chẽ giữa các tế bào hỗ trợ, hormone và nhiều tín hiệu sinh học trong tinh hoàn. Trong nghiên cứu này, môi trường từ chuột có thể giúp tế bào người phát triển đến một mức nhất định, nhưng chưa đủ để đưa chúng đi hết toàn bộ quá trình sinh tinh.

Có thể hiểu, nghiên cứu đã tiến thêm một bước quan trọng trong việc tái tạo giai đoạn đầu của quá trình sinh tinh. Tuy nhiên, để tạo ra tinh trùng trưởng thành, hoạt động bình thường và an toàn về mặt di truyền, khoa học vẫn còn nhiều thách thức phải vượt qua.

(Nguồn: WHO, Cell Stem Cell)