Trung Quốc vừa trở thành quốc gia đầu tiên trên thế giới đưa ‘phôi nhân tạo người’ lên không gian, trong một nỗ lực tìm hiểu cách vi trọng lực và bức xạ vũ trụ ảnh hưởng đến khả năng sinh sản của con người. Kết quả từ thí nghiệm này có thể mang ý nghĩa quan trọng đối với việc xây dựng các thuộc địa tự cung tự cấp trên Mặt Trăng và sao Hỏa.
Các cấu trúc giống phôi thai này, được tạo ra từ tế bào gốc sống của người, đã đến trạm vũ trụ Thiên Cung (Thiên Cung – ‘Cung điện trên trời’) vào rạng sáng ngày 11 tháng 5 như một phần của sứ mệnh tiếp tế Thiên Châu-10, theo thông báo từ các quan chức nhà nước. Sứ mệnh này cũng mang theo khoảng 7 tấn (6,3 tấn mét) hàng hóa – bao gồm thực phẩm, nhiên liệu, đồ bảo hộ và các thí nghiệm khoa học khác – cho các phi hành gia Trung Quốc đang sống trên trạm.
Tàu vũ trụ Thiên Châu-10, tương tự các tàu chở hàng cung cấp cho Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS), đã được phóng từ Bãi phóng Vũ trụ Văn Xương vào khoảng 8:14 tối theo giờ EDT ngày 10 tháng 5, như Space.com đã đưa tin.
Tế bào gốc trên quỹ đạo
Các phôi nhân tạo được làm từ các tập hợp tế bào gốc có thể phân chia và nhân lên như phôi thai bình thường nhưng không thể phát triển thành bào thai hoặc em bé, cho phép các nhà nghiên cứu thực hiện công việc với ít lo ngại về đạo đức hơn.
‘Đây không phải là phôi thai người thật và không có khả năng phát triển thành một cá thể,’ Lặc Khiên Du, nhà nghiên cứu tại Viện Động vật học thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (CAS), người dẫn đầu thí nghiệm, cho biết trong một tuyên bố của CAS ngày 14 tháng 5. ‘Tuy nhiên, nó có thể đóng vai trò như một mô hình để nghiên cứu sự phát triển sớm của con người.’
Hai loại phôi nhân tạo, đại diện cho các giai đoạn phát triển phôi thai khác nhau từ 14 đến 21 ngày sau khi thụ tinh, đã được sử dụng trong thí nghiệm. Loại đầu tiên là mô hình trước khi làm tổ (peri-implantation), mô phỏng giai đoạn quan trọng khi phôi thai bám vào thành tử cung. Loại thứ hai là mô hình trước khi hình thành lá phôi (peri-gastrulation), tái tạo điểm trong quá trình phát triển sớm khi một lớp tế bào đơn lẻ tổ chức lại thành các lớp riêng biệt sẽ hình thành các mô và cơ quan khác nhau.
Các phôi thai sẽ được nuôi trong năm ngày trước khi được đông lạnh và sau đó đưa trở lại Trái Đất để phân tích. ‘Thí nghiệm đang diễn ra rất tốt,’ Du nói trong tuyên bố. (Đến nay, các phôi thai có thể đã được đông lạnh.)
Khi các phôi thai phát triển trong không gian, các nhà nghiên cứu ở Trung Quốc đã nuôi và đông lạnh các phôi nhân tạo giống hệt nhau, sẽ đóng vai trò là nhóm đối chứng cho thí nghiệm. ‘Chúng tôi hy vọng rằng bằng cách so sánh sự phát triển của các mẫu không gian và mặt đất, chúng tôi có thể xác định các yếu tố ảnh hưởng đến sự tăng trưởng phôi thai người sớm trong môi trường không gian, và giải quyết các rủi ro và thách thức mà con người có thể đối mặt trong quá trình cư trú dài hạn trong không gian,’ Du nói.
Các thí nghiệm tương tự với phôi thai cá ngựa vằn và phôi thai chuột cũng được phóng trên tàu Thiên Châu-10.
Sinh sản trong không gian
Khả năng sinh sản trong không gian sẽ rất quan trọng nếu nhân loại muốn thiết lập sự hiện diện lâu dài trên Mặt Trăng, sao Hỏa và các thế giới xa xôi khác. Tuy nhiên, một số vấn đề cần được giải quyết trước khi điều này có thể xảy ra, nếu nó thực sự khả thi.
Các chuyên gia đã cảnh báo rằng khi du lịch vũ trụ trở nên phổ biến hơn, những người không phải phi hành gia có thể sẽ bắt đầu quan hệ tình dục trong không gian, điều này có thể dẫn đến việc thụ thai ngoài Trái Đất.
Nghiên cứu trước đây đã gợi ý rằng mức bức xạ cao trong không gian có thể làm hỏng phôi thai đang phát triển, trong khi vi trọng lực cũng được dự đoán là một trở ngại lớn.
Du nói với truyền thông nhà nước rằng các phôi nhân tạo ‘được đưa lên không gian để khám phá liệu sự sống, đã tiến hóa dưới trọng lực hàng trăm triệu năm, có bị ảnh hưởng bởi sự vắng mặt đột ngột của nó hay không.’
Nghiên cứu các giai đoạn rất sớm của sự phát triển phôi thai sẽ đặc biệt quan trọng để xác định tính khả thi của sinh sản tự nhiên trong những điều kiện này. Đây là ‘một cửa sổ quan trọng trong sự phát triển sớm của con người, trong đó các khối xây dựng cho các cơ quan tương lai bắt đầu hình thành, và toàn bộ trục cơ thể – xác định đầu và đuôi – được thiết lập,’ Du nói với các phương tiện truyền thông nhà nước.
Một nghiên cứu gần đây cũng tiết lộ rằng vi trọng lực có thể làm mất phương hướng tinh trùng, khiến khả năng thụ tinh trứng giảm đi đáng kể. Và từ lâu người ta đã biết rằng tế bào gốc già đi nhanh hơn nhiều trong không gian so với trên Trái Đất, điều này cũng có thể là một vấn đề nghiêm trọng.
Trước những thách thức này, có thể cần phải chuyển sang thụ tinh trong ống nghiệm để giúp phát triển em bé trong không gian, một ý tưởng đã được một số công ty thám hiểm không gian tư nhân khám phá.