Có thể biến tế bào chuyên biệt thành tế bào gốc?

Nhu cầu tế bào gốc dùng chữa bệnh rất lớn

Tế bào gốc hay tế bào mầm (stem cell) có tính năng tự tăng sinh,biệt hóa thành nhiều loại tế bào chuyên biệt thay thế cho các tế bào các mô, các cơ quan bị tồn thương, hủy hoại. Theo đó, liệu pháp TBG chữa một số bệnh như ung thư bạch cầu dòng tủy thiếu máu di truyền viêm khớp thoái hóa khớp liệt tủy; thậm chí TBG còn được nghiên cứu để tạo tim thận dạ dày với hy vọng xem chúng như “phụ tùng” để khi những bộ phận này bị hỏng thì lấy thay vào mà không phải ghép tạng như hiện nay. Để làm được điều này phải có một nguồn cung TBG dồi dào.

Lưu trữ tế bào gốc trong môi trường nitơ lỏng.

Phôi thai có rất nhiều TBG, chỉ 9 tháng 10 ngày, biệt hóa rất nhanh thành các TBCB, hình thành nên con người hoàn chỉnh. Lúc trưởng thành, con người hầu như cơ bản chỉ có TBCB, tuy vẫn còn TBG nhưng rất ít, đặc biệt khá hiếm loại còn non. Với tiến bộ của khoa học hiện nay, có thể tách các TBG từ các bộ phận của người trưởng thành như tủy, mỡ, da... nhưng theo kĩ thuật này rất khó khăn và tốn kém. Hiện nay, các chuyên gia thường lấy TBG từ máu dây cuống rốn vì ở đó có sẵn nhiều TBG còn non.

Tuy nhiên TBG từ máu dây cuống rốn không rẻ. Muốn có một mẫu máu dây cuống rốn phải chi ban đầu vào việc thanh lọc, kiểm nghiệm trước và sau khi lấy máu, bảo quản... với giá thành lên đến khoảng 25 triệu đồng/mẫu. Sau đó hàng năm phải tốn thêm 2,5 triệu đồng/mẫu cho các phí lưu giữ, bảo quản trong môi trường nitơ lỏng âm 1500C. Trong khi đó, một mẫu máu dây cuống rốn cũng chỉ cho TBG đủ dùng, chữa bệnh máu cho một người có cân năng khoảng 20 - 30kg.

Làm thế nào chuyển TBCB ở người trưởng thành ra TBG?

Hiện nay, khoa học thế giới đã có công nghệ tái tổ hợp gen nhưng chưa có công nghệ nhân bản ra TBG. Bởi vậy, các nhà khoa học phải đi theo con đường, đó là tiếp tục nghiên cứu và tìm cách chuyển TBCB ở người trưởng thành ra TBG, tức là làm ngược lại quá trình sinh lý bình thường đã diễn ra trước đó, theo đó:

Cách thứ nhất: Tái lập trình TBG bằng cách đưa các gen có các yếu tố phiên mã (Oct4, Sox2 , c-Myc, Nanog) vào các TBCB ở người trưởng thành, từ đó các tế bào này sẽ sinh ra TBG, rồi sau đó dùng TBG thu được biệt hóa thành các tế bào đa năng theo tính năng vốn có của TBG. Tuy nhiên, khó khăn lớn nhất của kĩ thuật này là làm thế nào để đưa các gen có yếu tố phiên mã vào TBCB ở người trưởng thành. Khó khăn thứ hai các gen có yếu tố phiên mã là những “gen lạ” đối với TBCB và các “gen lạ” đó có thể bị cơ thể đào thải hoặc đột biến không theo ý đồ của chúng ta mà có thể biến thành tế bào lạ, rồi trở thành tế bào ung thư Như vậy về lý thuyết thì có thể tái lập TBG từ TBCB ở người trưởng thành, nhưng phương pháp này khó thực hiện và chứa đựng nhiều rủi ro.

Cách thứ hai: Dùng các chất điều khiển đường tín hiệu trong tế bào để biến TBCB ở người trưởng thành ra TBG mà không xâm lấn vào tế bào ấy, tức là không đưa gen có yếu tố phiên mã vào TBCB của người trưởng thành. Cụ thể: Các nhà khoa học Đại học New York đã dùng 2 phân tử Wnt, TGF- beta  và vitamin C điều khiển đường tín hiệu và quá trình tăng trưởng tế bào. Trong thí nghiêm trên chuột, các nhà khoa học đã biến được TBCB của da chuột trưởng thành ra TBG. Cách làm này có hiệu suất gấp 20 lần các cách làm khác và nó cũng không gây ra các rủi ro như cách tái lập trình TBG. Theo TS. Mattias Stadtfeld, tác giả chính của công trình nghiên cứu: “Cách làm này sẽ giúp cho việc tăng nguồn cung TBG đáng kể và sẽ đóng góp có ý nghĩa cho việc phát triển liệu pháp TBG chữa bệnh và lĩnh vực y học tái tạo”.

Và những điều ngụy tạo

Liệu pháp TBG chữa bệnh hay lĩnh vực y học tái tạo nói chung có phát triển được nhanh chóng hay không phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó có yếu tố quan trọng là nguồn cung TBG. Do đó nhiều nhà khoa học đã chạy đua vào lĩnh vực công nghệ phát triển TBG. Mặc dù trong lĩnh vực công nghệ này cũng đem lại nhiều hy vọng nhưng cũng có một số công trình nghiên cứu lại ngụy tạo các kết quả và được đăng tải trên các tạp chí khoa học danh tiếng. Chẳng hạn, đầu năm 2014 nữ khoa học gia Haruko Obokata (Nhật) và TS. Charles Vacanti (Mỹ) đã cho đăng tải trên tạp chí Nature một công  trình nghiên cứu chuyển tế bào máu thành TBG theo công nghệ STAP (stimulus triggered acquistion of pluripotency).

Theo đó, chỉ nhúng các tế bào máu vào trong môi trường axit 30 phút, rồi quay ly tâm trong vòng 5 phút,  tế bào máu sẽ chuyển thành TBG đặt tên là tế bào STAP. Cho tế bào STAP vào phôi chuột, tế bào STAP sẽ biệt hóa, phát triển thành tế bào xương và não. Nhiều phòng thí nghiệm trên khắp thế giới đã lặp lại thử nghiệm này nhưng không thu được các kết quả như Haruko Obokata công bố. Bởi vậy, đến ngày 3/7/2014 tạp chí Nature đã phải rút lại bài báo này. Viện Nghiên cứu Nhật Bản RIKEN tiến hành điều tra, phát hiện Haruko Obokata đã thao túng các hình ảnh để làm cho kết quả trông tốt hơn. Tại Viện Nghiên cứu Nhật Bản RIKEN, Haruko Obokata đã nhận lỗi. Ý tưởng tạo ra tế bào STAP từ tế bào máu của TS. Charles Vacanti (Mỹ) hiện nay vẫn còn là ý kiến tranh cãi về sự có thật hay không tế bào STAP.

Như vậy, liệu pháp biến tế bào chuyên biệt ra tế bào gốc là một công nghệ mang lại nhiều hứa hẹn, giúp cho việc tăng nguồn cung TBG đáng kể và sẽ đóng góp có ý nghĩa cho việc phát triển liệu pháp TBG chữa bệnh và lĩnh vực y học tái tạo. Tuy nhiên, hiện nay liệu pháp này vẫn cần có thêm các thông tin và các kết quả nghiên cứu  kiểm chứng.