Mô hình phôi từ tế bào gốc mở lối hiểu về sinh sản

Bối cảnh nghiên cứu

Các nhà nghiên cứu tại Caltech đã phát triển một phương pháp mới mạnh mẽ để tạo ra cấu trúc giống phôi từ tế bào gốc, có thể thay đổi cách chúng ta nghiên cứu khả năng sinh sản.

Sử dụng tế bào gốc thay vì trứng thụ tinh truyền thống, nhóm đã xây dựng mô hình phôi chuột gọi là iG4-blastoids, tái tạo gần như hoàn hảo bào tử — giai đoạn phát triển khi phôi cấy vào tử cung.

Giai đoạn cấy này là lúc đa số thai kỳ thất bại, bao gồm cả những trường hợp thụ tinh trong ống nghiệm, và rất ít điều được biết về lý do tại sao. Mô hình mới sẽ giúp các nhà nghiên cứu nghiên cứu tác động của các yếu tố môi trường, chẳng hạn như tiếp xúc với caffein, nicotine, rượu và chế độ ăn uống.

Nghiên cứu do phòng thí nghiệm của Magdalena Zernicka-Goetz, Giáo sư Bren về Sinh học và Kỹ thuật Sinh học tại Caltech, dẫn đầu, và được mô tả trong một [bài báo] xuất bản trên tạp chí Developmental Cell.

"Mô hình này có thể cách mạng hóa nghiên cứu về khả năng sinh sản — giúp chúng ta hiểu tại sao một số thai kỳ thất bại và cách hỗ trợ những trường hợp có thể thành công," Zernicka-Goetz cho biết. "Những mô hình sống này cho phép chúng ta quan sát, trong đĩa thí nghiệm, cách phôi ban đầu tự tổ chức, và kiểm tra cách tiếp xúc với caffein, rượu, nicotine, thậm chí chế độ ăn nhiều hoặc ít đạm ảnh hưởng đến quá trình đó."

Credit: Developmental Cell (2025). DOI: 10.1016/j.devcel.2025.08.004

Nhóm phát hiện iG4-blastoids phản ứng với độc tố và thay đổi dinh dưỡng tương tự phôi tự nhiên. Ví dụ, caffein và nicotine trong giai đoạn đầu thai kỳ làm giảm số lượng tế bào và cản trở sự phát triển, trong khi điều chỉnh lượng axit amin tái hiện tác động của chế độ ăn nhiều hoặc ít đạm lên sự tăng trưởng phôi.

Nhóm tạo iG4-blastoids từ ba loại tế bào gốc, bao gồm một loại được biến đổi để biểu hiện gen phát triển quan trọng (GATA4). Việc biểu hiện GATA4 là bước đột phá chính, khi các nỗ lực trước đó để tạo blastoid từ tế bào gốc đều thất bại.

Điều quan trọng, phương pháp đạt tỉ lệ phát triển blastoid đúng 80%. Hiệu suất cao này cho phép các nhà nghiên cứu tạo ra hàng ngàn mô hình và tiến hành các thí nghiệm mạnh mẽ; ví dụ, sàng lọc tác động của caffeine vào các ngày phát triển cụ thể, hoặc ảnh hưởng của các nồng độ khác nhau vào các thời điểm khác nhau.

Mặc dù công trình này thực hiện trên chuột, các mô hình sẽ nâng cao đáng kể các nghiên cứu về quá trình sinh học cơ bản, như các yếu tố ngăn cản phôi khỏe mạnh về mặt di truyền cấy vào tử cung — một cột mốc phát triển quan trọng — và cơ chế tại sao một số yếu tố môi trường có thể ức chế sự tiến triển.

"Phương pháp này thật sự thay đổi cuộc chơi," Sergi Junyent, học giả sau tiến sĩ tại Caltech và đồng tác giả chính, chia sẻ. "Khi áp dụng cho người, nó có thể giúp chúng ta hiểu tại sao một số phôi phát triển tốt trong khi số khác thất bại, và cách tối ưu hóa điều kiện cho quá trình thụ tinh — dù là tự nhiên hay hỗ trợ."

Mặc dù iG4-blastoids vẫn chưa thể phát triển vượt quá giai đoạn cấy, các nhà nghiên cứu nhấn mạnh độ trung thực cao so với phôi tự nhiên khiến chúng trở thành hệ mô hình chưa từng có. Công việc tiếp theo nhằm hoàn thiện thêm các mô hình và khám phá việc chuyển giao sang nghiên cứu sinh sản ở người trong khuôn khổ an toàn, đạo đức và được quy định chặt chẽ.

Tài liệu tham khảo: Victoria Jorgensen và cộng sự, Efficient stem cell-derived mouse embryo models for environmental studies, Developmental Cell (2025). [DOI: 10.1016/j.devcel.2025.08.004]

Thông tin tạp chí: Developmental Cell

Được cung cấp bởi California Institute of Technology

Nhìn về tiềm năng ứng dụng tại Việt Nam

Việt Nam, với tỉ lệ thất bại trong thụ tinh ống nghiệm và nhu cầu chăm sóc sức khỏe sinh sản ngày càng tăng, có thể hưởng lợi lớn từ phương pháp iG4-blastoids. Sự trung thực cao và hiệu suất ổn định lên đến 80% cho phép các nhà khoa học trong nước mô phỏng nhanh các tác động của môi trường như ô nhiễm, dinh dưỡng và các chất kích thích lên phôi giai đoạn đầu. Điều này không chỉ mở ra cơ hội nghiên cứu sâu hơn về nguyên nhân thất bại thai kỳ mà còn hỗ trợ phát triển các can thiệp y tế phù hợp hơn với đặc thù Việt Nam. Việc ứng dụng công nghệ này đòi hỏi cơ sở pháp lý rõ ràng, đội ngũ chuyên môn cao và tuân thủ đạo đức nghiên cứu, hứa hẹn cải thiện kết quả sinh sản và nâng cao sức khỏe cộng đồng.