Gen trị liệu đang trở thành hiện thực

“Gen trị liệu” là biện pháp điều khiển, sửa chữa gen khiếm khuyết, bất thường.Nhiều bệnh (động kinh, Parkinson, Alzheimer, tim mạch, ung thư…) là do sự biến đổi bất thường của gen, nên có thể dùng “gen trị liệu”.

Những thành tựu đã đạt được:

- Tạo ra mô hình nghiên cứu bệnh tật mới:TS Oliver Smithies, Mairo Capecchi (Mỹ), Martin Evans (Anh) thay đổi gen ngay trong phôi thai chuột, tạo ra những con chuột bị các bệnh giống như người. Dùng chuột này nghiên cứu chức năng gen gây bệnh, tác động của gen đến di truyền, phát triển mô, nội tạng… cũng như cách tác động trở lại để chữa bệnh. Do có ứng dụng rộng rãi, triển vọng to lớn, các nhà khoa học trên được nhận giải Nobel Y học (2007).

- Tìm các gen có hại, gen khiếm khuyết gây bệnh:Gần đây đã tìm ra các gen gây ung thư vú (BRCA1, BRCA2, GFR2), ung thư phổi (TTFI, NKX2-8, PAX9), Parkinson (PINK1). Điều này định hướng việc chữa bệnh: Bệnh nếu do tác nhân bên ngoài thì tìm cách cải thiện điều kiện sống; nếu do gen có hại thì tìm cách kìm chế, tiêu diệt gen; nếu do khiếm khuyết gen chức năng thì tìm cách kích hoạt, ghép gen chứuc năng. Lần đầu tiên (1990) đã ghép một chức năng vào trẻ bị mắc bệnh thiếu ADA (adenosin désaminase) do khiếm khuyết gen di truyền. Gen được ghép biến tế bào thành một nhà máy nhỏ sản xuất gen điều khiển việc tạo ra ADA, làm cho trẻ không còn thiếu ADA nữa.

- Dùng gen chức năng kích thích phát triển mô, tổ chức.Một ví dụ: Động mạch vành bị xơ vữa, không cung cấp đủ máu cho cơ tim, dẫn đến nhồi máu cơ tim. GS Jeffrey Isner (Mỹ, 1998) tiêm vào cơ tim của người bị bệnh gen chức năng VEGF (Vascular Endothelial Growth factor). Gen này kích hoạt, tạo ra các tế bào mới, phục hồi chức năng cơ tim. Kết quả: không còn dấu hiệu nhồi máu cơ tim. Sau 30 ngày, chứng đau thắt ngực giảm rất rõ; sau 60 ngày có sự gia tăng tuần hoàn máu, xuất hiện các mao mạch phụ ở vùng thiếu máu cục bộ. Trước đó, ông cũng dùng gen VEGF chữa thành công cho một người bị viêm tắc động mạch chân.

- Dùng gen kích thích hệ miễn dịch chống lại tế bào có hại:Đưa vào cơ thể các gen chức năng qui định việc sản xuất ra protein kích thích hệ miễn dịch. Do sự kích hoạt của các gen này, các protein kích thích hệ miễn dịch (như interferon, interleukin) sẽ được sản xuất ra ngay tại khối ung thư, tạo ra phản ứng miễn dịch, chống ung thư.

- Giúp gen sát thủ làm cho tế bào ung thư phải chết theo qui luật:Mọi tế bào đều có pro –caspace -3, theo qui luật sẽ biến đổi thành enzym caspace -3 giúp tế bào chết, gọi là gen sát thủ. Ở tế bào ung thư, tiến trình này không xảy ra. Các nhà nghiên cứu Illinois (Mỹ) sàng lọc từ 200 hợp chất, tìm được chất PAC1 có vai trò kích hoạt chất pro -caspace -3, giúp tế bào tự sát. Ở khối u, độ nhạy của PCA1 tăng gấp 2.000 lần so với độ nhạy cảm ở mô khác, nghĩa là PCA1 làm tăng nhanh sự tự sát của tế bào ung thư.

- Dùng chất ức chế sinh mạch để “bỏ đói” tế bào ung thư:Tế bào ung thư có gen qui định việc sinh tân mạch. Nhờ đó, tế bào ung thư nhận được oxy, dưỡng chất. Dùng chất ức chế, tiêu diệt gen qui định việc sinh ra tân mạch, tế bào ung thư sẽ bị “bỏ đói”. Các thuốc bevacizumab, angiostatin, endostatin hình thành theo nguyên lý này.

- Dùng tế bào gốc thay cho tế bào bị bệnh:Tiêm hay ghép tế bào gốc đa năng hay tế bào đã biệt hoá vào mô chủ, chúng sẽ phát triển, thay thế cho tế bào mô chủ bị suy yếu hay bị bệnh. Ví dụ: Lấy tế bào gốc (từ tuỷ xương) của người xơ gan truyền vào máu và tiêm thẳng vào gan cho chính họ, gan nhanh chóng được phục hồi.

- Ngăn thụ thể nhằm ức chế yếu tố dẫn truyền tín hiệu tăng trưởng:Một ví dụ: Trong cơ thể có “gen” qui định việc sản xuất protein HER2 đóng vai trò thụ thể cho các yếu tố dẫn truyền tín hiệu tăng trưởng. Khi gen này tăng đột biến, sẽ sinh ra nhiều protein HER2 dẫn đến không kiểm soát được các yếu tố dẫn truyền tín hiệu tăng trưởng, tế bào phát triển vô tổ chức, gây ung thư. Dùng herceptin khoá các thụ thể HER2 lại, hay dùng các thuốc nhóm tinib (như imatinib, suntinib) ức chế tyrosine kinase (có vai trò tái nạp các tín hiệu tăng trưởng) thì yếu tố dẫn truyền tín hiệu tăng trưởng bị ức chế, tế bào ung thư không phân chia được, khối u ngừng phát triển rồi chết.

- Nhận biết gen khiếm khuyết để dùng thuốc:Mercaptopurin dùng chữa bệnh bạch cầu cấp. Bình thừơng, người có gen sản xuất ra enzym TPMT giúp phân huỷ thuốc. Nhưng có người chứa phiên bản gen xấu không sản xuất ra được TPMT, nên thuốc tích tụ gây độc; lại có người có phiên bản xấu khác, sản xuất ra quá nhiều TPMT làm cho thuốc phân huỷ nhanh đến mức không kịp tác dụng. Các nhà khoa học đặt ADN của người bệnh (lấy từ máu) và đặt sợi tổng hợp chứa ADN bình thường và ADN khiếm khuyết lên chíp vi mạch. Kết nối các ADN. Huỳnh quang phát ra cho biết sự khác biệt giữa gen người bệnh và gen bình thường, từ đó thực hiện việc dùng thuốc theo gen.

- Tạo ra giống cây con biến đổi gen chứa thuốc, nguyên liệu làm thuốc:Đưa gen lạ vào một cây con cũ, tạo ra sự đột biến gen, chuyển thành giống cây con mới biến đổi gen. Giống này chứa các gen chữa bệnh tiêu chảy, chứa vắc xin (viêm gan), chứa chất chữa bệnh (selen, beta caroten) chứa nguyên liệu làm ra thuốc (insulin, Atryn, epoetin).

- Tìm ra gen có ích trong dược liệu, tổng hợp hoạt chất có ích:Khi tìm được chất trong dược liệu (như artemisinin trong Thanh hao hoa vàng) tìm ra gen có ích (gen tạo ra hoạt chất) rồi cấy gen đó vào men rượu ( Saccharomyces cerevitae). Dùng tế bào men rượu sản xuất ra axit artemisinin. Sau đó dùng phản ứng hoá học đơn giản biến axit artemisinin thành artemisinin. Cách làm này lợi hơn trồng cây và chiết xuất.

Nước ta đã thành lập ngân hàng tế bào gốc, đã thử nghiệm biệt hoá thành công tế bào gốc (từ tinh hoàn chuột) thành tinh trùng, đã dùng tế bào gốc chữa bỏng thành công; trong chương trình trọng điểm về sinh học 2006 - 2010 có chương trình dùng tế bào gốc điều trị các tổn thương da, các vết thương mạn lâu liền, điều trị các rối loạn chuyển hoá của gan và bệnh ưa chảy máu nhóm A, biệt hoá tế bào gốc thành tế bào tim và thần kinh.