Ứng dụng đột phá về gen trong chữa bệnh và dược phẩm

Ứng dụng đột phá về gen trong chữa bệnh và dược phẩm Con người không như dự đoán có hơn 100.000 mà chỉ có 30.000 gen. Số lượng đó không cao hơn nhiều so với một số loài. Song điều lý thú biết được từ bản giải mã gen là sự kỳ diệu ở người bắt nguồn từ chính sự tuyệt vời trong kết cấu và tương tác giữa chúng. Con người không như dự đoán có hơn 100.000 mà chỉ có 30.000 gen. Số lượng đó không cao hơn nhiều so với một số loài. Song điều lý thú biết được từ bản giải mã gen là sự kỳ diệu ở người bắt nguồn từ chính sự tuyệt vời trong kết cấu và tương tác giữa chúng. Một vấn đề đặt ra trong y học: Nếu nắm được sự khiếm khuyết, sai sót về kết cấu, sự rối loạn trong tương tác thì sẽ chẩn đoán và dùng cách bổ sung, sửa chữa, điều chỉnh gen sẽ chữa được bệnh. Một con đường mới đã khai thông... Mỗi tế bào có hàng nghìn gen, từ đó mà có hàng nghìn protein, cấu tạo nên các mô. Hiểu được chúng không dễ. Ví dụ, để hiểu chu trình chuyển hóa không phức tạp lắm như nấm men, phải cần đến gần 100.000 xét nghiệm gen! Chẳng lẽ, trước người bệnh cần cứu sống, ta lại phải dùng một lượng khổng lồ các thiết bị hiện đại và thời gian vô giá của các nhà nghiên cứu làm một lượng xét nghiệm nhiều hơn thế, mới tìm ra lời giải? Trước núi khó khăn cao vợi này, có người chùn bước. Song cũng có nhiều nhà khoa học can đảm vượt dốc, khai phá lối đi. Leroy Hood, là một trong số đó đã thành lập ra Viện Nghiên cứu sinh học hệ thống, một môn khoa học mới (tại Seattle, Mỹ). Trong môn khoa học mới này sẽ huy động tiềm lực công nghệ cao các môn sinh học, máy tính, nano... nhằm tìm hiểu cho được tổng thể con người trong mối quan hệ về cấu tạo và tương tác giữa các gen, kéo theo là mối quan hệ về cấu tạo và tương tác giữa các protein, các mô. Những hiểu biết này sẽ được mã hóa, đồ thị hóa thành mạng. Khi có sự khiếm khuyết, sai sót về kết cấu hay rối loạn về tương tác gen (tự phát sinh hoặc do tác động của môi trường) thì sẽ xuất hiện những điểm “khác biệt” và bằng cách so sánh, người ta sẽ nhận ra được sự “khác biệt” ấy. Cố nhiên, một số lớn những “khác biệt” này sẽ thể hiện trên máu, xét nghiệm gen máu sẽ gọn hơn, giúp nhận biết dễ dàng và nhanh hơn. Dựa vào các điểm “khác biệt” trên bản đồ gen bất thường của người bệnh, các nhà lâm sàng, nhà dược phẩm sẽ phối hợp định ra cách chữa. Mỗi người có một ADN khác nhau, cách chữa ấy cũng sẽ được “cá biệt hóa” cho phù hợp với từng người. ... Và những thành công ban đầu Với bệnh bạch cầu cấp tính cần dùng mercaptopurin để tiêu diệt các bạch cầu phát triển vô tổ chức. Bình thường, cơ thể người có một gen tốt sản xuất ra enzym TPMT giúp phân hủy mercaptopurin. Nhưng có người chứa phiên bản xấu của gen không sản xuất ra được TPMT nên mercaptopurin không phân hủy được, tích tụ lại ngày càng nhiều, tiêu diệt hết các loại bạch cầu, làm cho cơ thể mất hoàn toàn sức đề kháng, dẫn tới tử vong. Ngược lại, cũng có người chứa phiên bản xấu khác của gen lại sản xuất quá nhiều TPMT làm cho mercaptopurin chuyển hóa quá nhanh nên không gây độc nhưng cũng không hề có hiệu lực. Xét nghiệm được các phiên bản xấu của gen sẽ tìm thuốc thay thế hay điều chỉnh liều mercaptopurin, giúp những người này tránh độc, chữa bệnh hiệu quả. Các thuốc chống trầm cảm prozac, thuốc chữa rối loạn lipid – máu statin, thuốc giảm đau codein, được chuyển hóa bởi tổ hợp gen CYP450. Đây là các gen có tính đột biến cao làm phát sinh ra các phiên bản gen rất khác nhau. Có người sinh ra nhiều phiên bản xấu của gen 2D6 làm phân hủy nhanh codein đến mức làm cho nó không kịp tác dụng lên các vị trí cần thiết để chữa bệnh, dùng thuốc này cũng như không. Trái lại cũng có người có tới hai phiên bản xấu khác của gen 2D6 lại không chuyển hóa được prozac, làm cho thuốc này tích tụ lại, gây độc. Bệnh viện Mrazed đưa ra một chương trình xét nghiệm gen nhằm loại trừ những người không dùng được prozac. Đối chiếu với lâm sàng, các kết quả xét nghiệm gen dự báo này đạt độ chính xác tới 99,9%. Warfarin là một trong số các thuốc chống cục máu đông chữa đột qụy khá hiệu nghiệm. Nhưng theo một điều tra có tới 30% người Mỹ chứa một phiên bản biến dạng của gen 2C9 lại không chuyển hóa được chất này. Kết quả là có hàng trăm ngàn người dùng warfarin bị vô hiệu, tử vong. PGS. Brian Gage (Đại học Washington bang Missouri) đã làm xét nghiệm gen, từ đó thay thuốc hoặc điều chỉnh liều warfarin, tránh cho người bệnh các rủi ro trên. Từ những thành tựu này, Cơ quan quản lý thuốc và thực phẩm Mỹ (FDA) yêu cầu nhà sản xuất đưa ra thông tin gen với một số thuốc. Đầu tiên là thông tin về phiên bản xấu của gen 2D6 cho thuốc chữa bệnh hiếu động stratera, tiếp đó là thông tin về các phiên bản xấu của các gen khác cho thuốc chữa bệnh bạch cầu cấp tính và bệnh Crons mercaptopurine (imuran), thuốc chữa trầm cảm (prozac). Các nhà khoa học đã tạo ra bộ con chíp xét nghiệm gen máu vi mạch, chỉ nhỏ bằng con tem. Lấy máu người bệnh, chiết lấy mẫu ADN đặt lên bộ con chíp. Sau đó đặt sợi tổng hợp ADN bình thường, ADN khiếm khuyết thêm vào. Kết nối giữa ADN của người bệnh và sợi tổng hợp ADN huỳnh quang sẽ phát ra, cho biết sự “khác biệt” của gen người bệnh. Khi mà phương tiện, thủ tục xét nghiệm gen máu đã đơn giản đến mức ấy (trong tương lai chắc còn đơn giản hơn) thì việc đưa thông tin gen lên thuốc và dùng thông tin này để chữa bệnh sẽ dễ dàng phổ cập. Thử thách vẫn còn ở phía trước Do di truyền hoặc do đột biến gen mà phát sinh một số bệnh như tâm thần phân liệt, tiểu đường týp I, Alzheimer, hen suyễn, ung thư... Về lý thuyết, có thể dùng kỹ thuật gen để chữa hay thay thế các tế bào bị bệnh gọi là “chữa bệnh bằng tế bào”. Muốn chữa các tế bào bị bệnh thì phải đưa nhân mới vào tế bào, điều chỉnh chúng hoạt động theo ý muốn. ADN ở mỗi người rất phức tạp. Lượng tế bào bị bệnh vô cùng lớn lại phát triển nhất nhanh (chẳng hạn như tế bào ung thư). Vậy làm thế nào để đưa nhân mới vào được mọi tế bào, điều chỉnh chúng? Đây là điều chưa có cách vượt qua. Một số tế bào thoái hóa (không còn làm được chức năng như tế bào tuyến tụy trong bệnh tiểu đường týp I), liệu có thay thế được không? Các nhà khoa học lấy một số tế bào non, chưa biệt hóa, gọi là “tế bào gốc”, nuôi dưỡng trong môi trường đặc biệt và bằng cách thích hợp làm cho chúng “biệt hóa” thành các tế bào khác như tế bào tụy, tim, gan, thận, phổi, não... và coi chúng như là “gen thuốc”. Đưa “gen thuốc” vào vị trí cần, chúng sẽ phát triển, tạo ra thế hệ tế bào mới thay thế cho tế bào đã thoái hóa. Hai khó khăn đặt ra: Lấy “tế bào gốc” từ đâu? Đưa “gen thuốc” vào cơ thể bằng cách nào? Trước đây “tế bào gốc” lấy từ phôi thai chưa “biệt hóa” và việc đưa “gen thuốc” vào cơ thể trông chờ vào tế bào dòng hóa. Cách làm này đã thổi bùng lên cuộc tranh luận về đạo đức. Một số người còn cho rằng nếu tạo ra được các tế bào “biệt hóa” sẽ tiến tới tạo ra các mô, các tổ chức chức năng, dẫn tới việc tổng hợp chúng thành người nhân tạo. Suy nghĩ cực đoan này làm cho cuộc tranh luận căng thẳng thêm. Nhưng lần lượt nhiều nhà khoa học đã dùng các nguyên liệu khác như tủy xương, máu cuống rốn, thậm chí là mô mỡ của người làm “tế bào gốc” và đã tạo được các tế bào “biệt hóa” cũng giống như đi từ tế bào phôi. Một số nhà khoa học tìm cách lấy tế bào ở người bệnh (như mô mỡ) làm “tế bào gốc”, nuôi dưỡng và biệt hóa thành tế bào khác, dùng phương pháp cấy ghép đưa chúng trở lại vào chính người bệnh, tế bào đó sẽ phát triển và không bị thải loại. Cách làm này đã thành công trên chuột và thành công một phần trên người. Hướng đi đúng này đã làm dịu bớt tranh luận. Chính phủ nhiều nước như Anh, Pháp, Hàn Quốc, Bỉ và mới đây là Australia đã lần lượt cho phép các nhà khoa học nghiên cứu và thành lập các ngân hàng “tế bào gốc” vì nhận thấy hướng đi tốt đẹp của phương pháp chữa bệnh này. Nếu việc chữa tế bào bị bệnh còn quá khó khăn, có thể còn lâu mới làm được thì việc thay tế bào thoái hóa tỏ ra có nhiều hứa hẹn.