Bên trái: các
tế bào “báo cáo” trước khi cỗ máy chỉnh sửa gen được tiêm vào. Bên phải: sau khi
tiêm, các tế bào này phát ánh sáng huỳnh quang đỏ để chỉ việc điều trị có tác
dụng (Ảnh: Bryan Peacker/Phòng thí nghiệm Wagers tại Đại học Harvard)
Khi nói đến việc điều trị các
bệnh di truyền, nó có thể khá giống với việc làm sạch ô nhiễm trên một con
sông. Nếu chúng ta chỉ nhặt rác ở hạ lưu thì con sông sẽ vẫn dơ bẩn trở lại như
cũ trừ phi chúng ta có thể xử lý vấn đề trên thượng nguồn xa hơn. Tương tự,
điều trị các tế bào bị bệnh chẳng giúp ích gì nhiều nếu bạn không giải quyết
được các tế bào gốc vốn nhanh chóng thay thế các tế bào khỏe mạnh bằng các tế
bào bị bệnh mới.
Hiện tại, sửa lỗi tế bào gốc liên
quan đến việc tách chúng ra khỏi nơi trú ẩn sâu bên trong cơ thể, sau đó sửa đổi
gen chúng và đưa chúng trở lại cơ thể bệnh nhân. Có nhiều thời điểm thất bại
tiềm tàng trong quy trình phức tạp đó: các tế bào gốc có thể chết trong đĩa
nuôi cấy, hệ miễn dịch của bệnh nhân có thể đào thải chúng khi được cấy ghép
hay đơn giản là chúng không thể hoạt động trở lại được.
“Khi bạn lấy tế bào gốc ra khỏi
cơ thể, bạn đưa chúng ra khỏi môi trường rất phức tạp nuôi dưỡng và duy trì
chúng và chúng sẽ trở nên khá sốc. Việc phân tách sẽ làm chúng biến đổi. Cấy tế
bào cũng khiến chúng biến đổi. Thay đổi di truyền mà không phải làm việc đó sẽ
bảo vệ được tế bào khỏi những tương tác bắt buộc đó – đó là điều chúng tôi muốn
làm”, nhà nghiên cứu dẫn đầu Amy Wagers cho biết.
Dựa trên công trình trước đây,
nhóm đã tải cỗ máy biên tập gen vào các loại virus liên quan đến adeno (AAV)
khác nhau. Các virus này có thể thâm nhập vào tế bào loài có vú và đã được sửa
đổi để không gây bệnh mà thay vào đó vận chuyển cỗ máy biên tập gen.
Trong các thử nghiệm trên chuột,
các nhà nghiên cứu đã sử dụng AAV để đưa hệ thống biên tập gen CRISPR vào các
loại tế bào da, máu, tế bào gốc cơ và tế bào tiền thân khác nhau. Để xác định
xem hệ thống có hoạt động hay không, tế bào gốc được chỉnh sửa để kích hoạt các
gen “báo cáo” vốn phát sáng huỳnh quang đỏ.
Và kỹ thuật đã hoạt động được.
Các nhà nghiên cứu nhận thấy đến 60% các tế bào gốc trong cơ xương phát ánh
sáng đỏ, chỉ ra chúng đã được biên tập, tương tự đến 27% tế bào tiền thân da và
38% tế bào gốc trong tủy xương cũng được biên tập thành công.
Tiếp theo, các nhà nghiên cứu
cũng để ý thấy rằng các tế bào da khác dường như cũng bị chỉnh sửa, chỉ ra rằng
những biến đổi đối với các tế bào gốc da đã được di truyền lại.
Nhóm cho hay đột phá này có thể
dẫn tới những phương pháp điều trị mới cho các bệnh di truyền, cụ thể là các
bệnh như loạn dưỡng cơ vốn lệ thuộc vào tái sinh mô.
“Cho đến nay, ý tưởng đưa các gen
khỏe mạnh vào tế bào gốc sử dụng AAV vẫn chưa thực tế vì các tế bào này phân
chia quá nhanh trong các hệ thống sống, do đó gen được đưa vào sẽ bị pha loãng
khỏi tế bào rất nhanh. Nghiên cứu của chúng tôi chứng minh rằng chúng ta có thể
sửa đổi vĩnh viễn bộ gen của tế bào gốc và do đó, sửa đổi cho con cháu của chúng,
với cấu tạo giải phẫu học bình thường. Có rất nhiều tiềm năng để thúc đẩy phương
pháp này và phát triển các liệu pháp lâu dài hơn cho các dạng bệnh di truyền
khác nhau”, tác giả nghiên cứu Sharif Tabebordbar cho biết.
LH (New Atlas)