Tái tạo da thành tế bào gốc

Tiến sĩ Trần Mạnh Hùng

Các khoa học gia người Mỹ và Nhật đã khám phá ra kỹ thuật mới có thể biến tế bào da thành tế bào gốc. Thông tin này đã được báo chí trên toàn thế giới và truyền thông đại chúng cho đăng tải hôm thứ Tư, ngày 21 tháng 11 vừa qua, sau khi Dr Shinya Yamanaka, thuộc Đại học Kyoto - Nhật Bản và cộng sự cho phổ biến phát minh mới nhất của họ về lãnh vực tế bào gốc trên tạp chí Cell Journal (xem Takahashi et al., “Induction of Pluripotent Stem Cells from Adult Human Fibroblasts by Defined Factors,” Cell (2007), DOI 10.1016/j.cell.2007.11.019). Đồng thời Dr. James Thomson và Junying Yu, thuộc Đại học Wisconsin – Madison, Hoa Kỳ cũng đã tường thuật kết quả và thành công của họ trong việc tái tạo tế bào da thành tế bào gốc trên tạp chí Science Journal (xem Yu et al., “Induced Pluripotent Stem Cell Lines Derived from Human Somatic Cells,” Science 20 November 2007: 1151526v1 DOI: 10.1126/science.1151526). Đây là một khám phá mới, vô cùng lý thú và gây chấn động trên toàn thế giới, đặc biệt trong giới y khoa.

Hai nhóm nghiên cứu gia đã miêu tả sự thành công, chính là họ đã có thể biến tế bào da người (human skin cells) thành tế bào gốc tương tự như tế bào gốc phôi (embryonic stem cells), mà không cần sử dụng đến hoặc hủy đi phôi người (human embryos). Đây là vấn đề nan giải, dễ gây búc xúc và tranh luận trong suốt hơn một thập niên vừa qua.

Khám phá mới

Các nhà khoa học cho biết, với phương pháp mới mà họ vừa khám phá, thì việc biến tế bào da thành tế bào gốc tương đối đơn giản và ít tốn kém hơn, so với kỹ thuật chuyển nhân mà khoa học gia, Ian Wilmut, đã sử dụng để có thể tạo nên cừu Dolly (1996). Điều mà họ thực hiện là chỉ cần cấy 4 gien (gien: đơn vị trong nhiễm sắc thể kiểm soát sự di truyền) vào tế bào da. Các gien này sẽ tái cấu trúc các nhiễm sắc thể trong tế bào da, biến tế bào da thành tế bào gốc là tế bào có khả năng phát triển vô tận và sinh sản ra các tế bào khác nhau, khoảng 220 loại trong cơ thể con người, nó có thể là tế bào tim, tế bào gan, tế bào thần kinh, tế bào máu hoặc xương.

Cho đến nay, phần đông các khoa học gia vẫn nghĩ rằng: cách thức duy nhất mà họ có thể tạo ra tế bào gốc dễ dàng, hầu hết có thể sử dụng cho phương pháp trị liệu y khoa, là tạo nên các phôi rồi sau đó thu hoạch các tế bào gốc - trong vòng 1 tuần lễ - sau khi phôi đã được hình thành. Như vậy phôi sẽ bị hủy diệt trong tiến trình.

Việc biến tế bào da thành tế bào gốc là khả thi.

Gần đây, hai nhóm khoa học gia Nhật và Mỹ đã cho thấy việc sử dụng tế bào da để tạo thành tế bào gốc là khả thi. Cách đây một năm, Dr. Yamanaka tường trình là ông đã thành công trong việc cấy 4 gien vào tế bào của chuột và biến chúng thành tế bào gốc phôi của chuột (mouse embryonic stem cells). Ông ta cũng chứng minh cho thấy, qua các cuộc thử nghiệm, là các tế bào gốc này có thể trở thành bất cứ loại tế bào nào của chuột. Ông cũng đã dùng tế bào gốc, thuộc dạng tế bào gốc toàn năng (totipotent stem cells) để tạo nên các chuột con khác. (Qúy đọc giả nào muốn biết thêm chi tiết về sự khác biệt giữa tế bào gốc toàn năng và tế bào gốc đa năng, xin xem bài viết của Trần Mạnh Hùng, The Basics About Stem Cells – http://vietcatholic.net/News/Html/44805.htm)

Sau khi đã kiểm chứng kết quả và xác minh được sự thành công của mình, qua việc thí nghiệm với loài chuột, Dr. Yamanaka bắt tay vào việc thử nghiệm với tế bào da người, sử dụng cùng một phương pháp và kỹ thuật. Ông nghĩ rằng: ít nhất cũng phải tốn mất vài năm đểcó thể tìm ra đúng loại gien và môi trường thích hợp nhằm đẩy mạnh công cuộc nghiên cứu đối với việc sử dụng tế bào da người. Tuy nhiên, ông cho biết, vì muốn đem lại kết quả sớm nhấtông đã phải làm việc từ 12-14 tiếng đồng hồ mỗi ngày trong phòng thí nghiệm. Nhờ đó, mà chỉ trong vòng đôi ba tháng ông đã thành công.

Từ lúc chú cừu Dolly chào đời, vào năm 1996, các khoa học gia đã tiên đoán là tế bào trưởng thành có thể, trên lý thuyết, biến thành tế bào gốc. Nhưng vào thời điểm đó, họ chưa biết cách làm thế nào, ngoại trừ áp dụng phương pháp nhân bản vô tính bằng kỹ thuật chuyển nhân, là kỹ thuật mà Ian Wilmut và Keith Campbell đã sử dụng để tạo nên cừu Dolly (Xem Trần Mạnh Hùng, Đạo Đức Sinh Học và NhữngThách Đố Hiện Nay. Hà Nội: Nhà xuất bản Tôn Giáo, 2003, trang 33-42).

Với kỹ thuật chuyển nhân, các nghiên cứu gia tách nhân (nucleus) của tế bào trưởng thành – tỷ dụ tế bào da – rồi đặt vào tế bào trứng, chưa có thụ tinh, mà nhân của nó đã được lấy đi. Tế bào trứng sau khi đã được tiếp thu nhân mới sẽ tự động phát triển như tiến trình bình thường, giống như khi trứng được thụ tinh. Chỉ vài ngày sau, người ta sẽ nhìn thấy phôi bào (blastocyst) xuất hiện, trong đó có chứa các tế bào gốc. Đặc điểm của kỹ thuật này là các tế bào gốc sẽ có chất liệu giống hệt như nhau về mặt di truyền (same DNA). Do đó, các khoa học gia hy vọng khi cấy chúng trở lại cho bệnh nhân sẽ tránh được việc các tế bào này bị cơ thể hoặc hệ thống miễn nhiễm loại bỏ vì không cùng một gien như nhau.

Sau khi thành công trong việc tạo nên phôi mới bằng kỹ thuật chuyển nhân. Các khoa học gia muốn tiến thêm một bước nữa, bằng cách đặt vấn đề: Làm thế nào mà tế bào trứng có thể tái lập chất liệu di truyền, sau khi đã nhận được nhân mới, từ tế bào hiến tặng? Phải chăng ta có thể biến đổi tế bào trưởng thành mà không cần dùng đến tế bào trứng?

Chính điều này, đã thúc đẩy Dr. Yamanaka và Dr. Thomson ra sức nghiên cứu, tìm ra loại gien nào đã được sử dụng trong tế bào gốc phôi nhưng không sử dụng trong tế bào trưởng thành, để xem những loại gien như vậy có thể sử dụng nhằm biến đổi tế bào trưởng thành ra tế bào gốc. Dr. Yamanaka thử nghiệm bằng cách thí nghiệm trên loài chuột, riêng Dr. Thomson thì sử dụng tế bào da người (lấy từ trán) để thí nghiệm.

Cả hai nhóm đã tìm được khoảng hơn 1,000 gien có tiềm năng thích hợp, tuy nhiên với một số lượng gien như thế thì rất khó để xác định chính xác loại gien nào thực sự đóng vài trò chủ yếu. Lẽ đó, họ tiếp tục tiến trình loại bỏ và chỉ chừa lại khoảng hơn 20 loại gien mà họ nghĩ rằng: đây là thứ gien chính yếu. Sau đó, họ lại đặt câu hỏi: làm sao để có thể biến tế bào da thành tế bào gốc. Cuối cùng họ đã tìm ra được 4 loại gien chính yếu, có thể cấy vào tế bào da biến thành tế bào gốc. Các gien này dù có chức năng tương tự như nhau, chúng đều được xem như là các gien điều chỉnh chính, với vai trò dùng để tắt hoặc mở các gien khác.

Cản trở về luân lý có thể vượt qua.

Với khám phá hiện đại này, các khoa học gia có thể loại trừ vấn nạn về luân lý, vì họ không cần sử dụng phôi người hoặc tạo nên các phôi ấy bằng phương pháp nhân bản vô tính, qua kỹ thuật chuyển nhân. Cũng như họ không cần đòi hỏi phụ nữ phải hiến noãn (trứng), để sử dụng cho việc cloning, nhưng họ vẫn có thể tạo nên tế bào gốc, có chất liệu di truyền giống hệt với người hiến tặng. Các tế bào gốc này, khi được sử dụng thay thế các mô cho các bệnh nhânsẽ không bị hệ thống miễn nhiễm từ chối. Quan trọng hơn nữa, theo các nhà khoa học cho biết, các tế bào có chung một chất liệu di truyền, được tạo thành từ bệnh nhân, sẽ giúp họ nghiên cứu và học hỏi thêm trong phòng thí nghiệm về các bệnh nan y, tỷ dụ như bệnh mất trí nhớ.

Đối với kỹ thuật mới hiện nay, việc sử dụng phương pháp nhân bản vô tính nhằm nghiên cứu về tế bào gốc, cụ thể như việc tạo các phôi người để thu hoạch tế bào gốc, thiết tưởng sẽ không cần thiết nữa. Vì lý do đó mà khoa học gia, Ian Wilmut, được xem như là cha đẻ của kỹ thuật chuyển nhân (nuclear transfer technique) và cũng là người đã tạo nên chú cừu Dolly (1996), trong bài viết đăng trên nhật báo - The Telegraph – phát hành tại Anh Quốc, ngày 16.11.2007 đã công khai tuyên bố là ông từ bỏ phương pháp nhân bản vô tính do chính ông ta đã tiên phong hầu tạo nên cừu Dolly.

Tiến Sĩ Trần Mạnh Hùng (L.J. Goody Bioethics Centre)
[email protected]