Nghiên cứu mới bất ngờ chỉ ra rủi ro của công nghệ CRISPR: Gây đột biến gen quy mô lớn, không ngoại trừ khả năng ung thư

Công nghệ chỉnh sửa gen CRISPR được đánh giá là một trong những đột phá quan trọng nhất của khoa học hiện đại. Mặc dù đã được một số quốc gia cho phép thử nghiệm trên người, sự an toàn của CRISPR vẫn còn là chủ đề gây tranh cãi.

Một nghiên cứu lớn mới đây cho thấy công nghệ này có một số tác dụng phụ tiềm ẩn nguy hiểm. Theo đó, chỉnh sửa gen bằng CRISPR/Cas9 trên chuột và tế bào người thường xuyên gây ra những đột biến và tổn thương gen ngầm.

Các xét nghiệm DNA thông thường hiện nay không thể phát hiện ra những tổn thương đó. Mặc cho chúng có quy mô rất lớn, lên đến kilobase, nghĩa là hàng ngàn cặp cơ sở trên DNA có thể bị đột biến hoặc đơn giản là mất tích.

Một kịch bản khả thi là nếu kỹ thuật chỉnh sửa gen CRISPR/Cas9 được thực hiện trên người, nó sẽ có xác suất "tắt" những gen đang hoạt động, hoặc khiến chúng hoạt động sai chức năng, tạo ra các hợp chất gây ung thư, làm tăng sinh tế bào và hình thành các khối u…

Rủi ro của công nghệ CRISPR: Gây đột biến quy mô lớn trên gen, không ngoại trừ khả năng ung thư

Nghiên cứu mới được thực hiện bởi các nhà khoa học tại Viện Wellcome Sanger. "Đây là đánh giá hệ thống đầu tiên về những tác dụng phụ không lường trước được của CRISPR/Cas9 trong các tế bào được chỉnh sửa gen", nhà di truyền học Allan Bradley cho biết.

"Chúng tôi nhận thấy rằng những thay đổi trong DNA trước giờ đã bị đánh giá thấp".

Năm ngoái, một nhóm các nhà khoa học tại Đại học Columbia cũng từng làm dậy sóng các mặt báo, khi họ phát hiện CRISPR có thể tạo ra hàng trăm đột biến ngoài dự định. Chúng có thể trở thành những cạm bẫy tiềm năng của công nghệ này.

Tuy nhiên, tuyên bố đã bị rút lại sau khi chính các nhà khoa học tham gia vào nghiên cứu đó không thể lặp lại kết quả thí nghiệm một lần nữa. Mặc dù vậy, nó đã tạo ra một làn sóng săn tìm và đánh giá lại các tác dụng phụ nguy hiểm mà CRISPR có thể gây ra.

Tại Viện Wellcome Sanger, Bradley và các đồng nghiệp của ông đã kiểm tra sự ảnh hưởng của kỹ thuật chỉnh sửa gen lên tế bào gốc chuột và tế bào biểu mô võng mạc người.

"Thí nghiệm ban đầu của chúng tôi đã sử dụng CRISPR/Cas9 trong vai trò nghiên cứu hoạt động của gen. Tuy nhiên, đã có một điều ngoài dự đoán xảy ra", nghiên cứu sinh tiến sĩ Michael Koscki cho biết.

Cụ thể, trong khi đang nhắm đến việc loại bỏ một gen đích trong phôi gốc chuột, CRISPR đã làm mất tích những đoạn DNA lớn, với độ dài hàng ngàn cặp cơ sở. Có lẽ, bằng cách nào đó những gen này đã bị xóa mất.

"Ngay khi nhận ra sự tái sắp xếp di truyền vượt ra khỏi mục tiêu, chúng tôi đã làm một nghiên cứu hệ thống về nó, xem xét hiệu ứng ở các gen khác nhau và các dòng tế bào khác nhau, và thấy rằng CRISPR/Cas9 cũng gây ra sự ảnh hưởng", Koscki nói.

Những ảnh hưởng này có thể lớn đến độ kilobase, nghĩa là nó sẽ xóa đi hoặc gây ra đột biến lớn ở vài nghìn cặp cơ sở trên DNA, cách xa điểm đích mà CRISPR/Cas9 nhắm đến. Nó có thể gây ra tác dụng phụ bằng cách phá vỡ các gen khỏe mạnh, làm ảnh hưởng đến chức năng tế bào.

Đáng nói hơn nữa, các nhà nghiên cứu cảnh báo phương pháp xét nghiệm DNA chuẩn của chúng ta hiện nay không có khả năng phát hiện ra những đột biến này. Trường hợp xấu nhất, nếu CRISPR/Cas9 được thực hiện trên người mà gây ra tác dụng phụ, nó có thể tắt các gen quan trọng, gây ra hậu quả nghiêm trọng với sức khỏe.

CRISPR có thể gây đột biến hoặc xóa nhầm hàng nghìn cặp cơ sở trên DNA

"Trong bối cảnh lâm sàng của việc chỉnh sửa hàng tỷ tế bào, vô số các đột biến khác nhau được tạo ra có thể khiến một hoặc nhiều tế bào phát triển tổn thương gây bệnh nghiêm trọng", nhóm tác giả viết. 

"Các tổn thương như vậy có thể tạo ra chất gây ung thư trong tế bào gốc đầu tiên, loại tế bào có vòng đời dài trong cơ thể, lâu dần khả năng sẽ trở thành tế bào ung thư".

Bởi các nguy cơ và rủi ro này đã hiện hình, nhóm nghiên cứu kêu gọi các nhà khoa học bây giờ nên sử dụng CRISPR một cách thận trọng. Bên cạnh đó, chúng ta cũng cần nhiều nghiên cứu hơn nữa để đánh giá những tác hại tiềm năng có thể xảy ra với công nghệ chỉnh sửa gen này.

"Bất kể ai có ý định sử dụng công nghệ này để trị liệu gen nên thận trọng và theo dõi cẩn thận các tác dụng phụ có thể xảy ra", Bradley nói. Trên thế giới đã có những bệnh nhân đầu tiên được chỉnh sửa gen bằng CRISPR. Lĩnh vực này thậm chí còn tạo ra một cuộc chạy đua giữa Mỹ và Trung Quốc.

Nghiên cứu mới của Viện Wellcome Sanger được đăng tải trên tạp chí Nature Biotechnology. Ngay sau 20 phút phát hành, nó đã khiến cổ phiếu của 3 công ty đầu tư vào CRISPR giảm điểm tương đương 300 triệu USD.

Tham khảo Sciencealert, Gizmodo