Chỉ cần tắt một gene, tế bào tuyến tụy có thể chữa khỏi bệnh tiểu đường

Một tuyến tụy của người thường chứa khoảng một tỷ tế bào beta — những "nhà máy" sản xuất insulin chính của cơ thể. Ở người mắc bệnh tiểu đường, các tế bào này hoặc biến mất, hoặc hoạt động rối loạn. Chính vì vậy, giới khoa học từ lâu đã tìm cách khôi phục số lượng tế bào beta như một phương pháp điều trị lâu dài, thậm chí là chữa khỏi hoàn toàn căn bệnh này.

Mới đây, một nhóm nhà nghiên cứu đã tiến gần hơn tới mục tiêu đó khi biến đổi gene một loại tế bào tuyến tụy khác để chúng tự sản xuất và phóng thích insulin khi đường huyết tăng cao.

Từ tế bào ống tuyến tụy đến tế bào beta

Đối tượng mà các nhà khoa học nhắm tới là tế bào ống tuyến tụy (ductal cells). Một số nghiên cứu trước đây từng phát hiện loại tế bào này đôi khi tự chuyển hóa thành tế bào beta. Đây là hiện tượng hiếm gặp ở cơ thể trưởng thành, bởi phần lớn tế bào đã "cố định" chức năng và danh tính của mình. Chính sự linh hoạt bất thường đó khiến các nhà khoa học tin rằng tế bào ống tuyến tụy là điểm khởi đầu lý tưởng.

Theo Jian Li, nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Trường Y Harvard, người dẫn dắt nghiên cứu công bố trên tạp chí Science Translational Medicine, trước đây giới khoa học chưa hề biết gene nào điều khiển quá trình biến đổi này.

Sàng lọc gene: tìm "công tắc" quyết định

Để tìm ra câu trả lời, nhóm nghiên cứu sử dụng phương pháp sàng lọc gene (genetic screen) — kỹ thuật phá vỡ từng đoạn nhỏ DNA trên khắp hệ gene để xem đoạn nào thực sự quan trọng với một quá trình sinh học nhất định.

Cách làm này giống như tháo rời từng bộ phận của động cơ ô tô mà không có sơ đồ, rồi quan sát xem chi tiết nào khiến xe không thể chạy hoặc không thể đánh lái.

Qua quá trình đó, các nhà nghiên cứu phát hiện rằng khi loại bỏ gene ALDH3B2, tế bào ống tuyến tụy chuyển thành tế bào giống beta với tỷ lệ cao hơn hẳn.

• Bình thường: chưa đến 1% tế bào ống tuyến tụy tự chuyển sang trạng thái giống tế bào beta.
• Khi gene ALDH3B2 bị vô hiệu hóa: tỷ lệ này tăng lên khoảng 8,5%.

Thử nghiệm trên chuột và kết quả đáng chú ý

Những thí nghiệm ban đầu được thực hiện trên tế bào người trong đĩa nuôi cấy. Sau đó, nhóm nghiên cứu cấy ghép chúng vào chuột mắc bệnh tiểu đường.

Kết quả: insulin của người bắt đầu lưu hành trong cơ thể chuột, lượng đường huyết của chúng giảm xuống gần mức bình thường. Hiệu quả này kéo dài suốt sáu tuần.

Những hướng điều trị tiểu đường khác đang được thử nghiệm

Đây không phải lần đầu khoa học tìm cách ứng dụng liệu pháp gene cho bệnh tiểu đường với hy vọng mang lại hiệu quả lâu dài.

• Một thử nghiệm lâm sàng khởi động hồi đầu năm nay trang bị cho tế bào cơ hướng dẫn di truyền để sản xuất insulin.
• Các phương pháp khác nhắm tới việc tạo tế bào sản xuất insulin mới trong phòng thí nghiệm rồi cấy ghép vào bệnh nhân.

Tuy nhiên, cách cấy ghép tế bào mới cũng tiềm ẩn rủi ro, đáng chú ý nhất là nguy cơ kích hoạt hệ miễn dịch đào thải tế bào lạ.

Nghiên cứu mới mở ra một khả năng khác: tận dụng chính các tế bào đã tồn tại trong tuyến tụy và thay đổi chức năng của chúng bằng cách tắt một số "công tắc di truyền" duy trì danh tính tế bào.

Vẫn còn nhiều thách thức phía trước

Phương pháp này cũng có những rào cản riêng. Quan trọng nhất là phải đảm bảo chỉ chỉnh sửa đúng tế bào mục tiêu. Gene ALDH3B2 hiện diện ở nhiều loại tế bào trong cơ thể, không chỉ riêng tuyến tụy, nên độ chính xác là yếu tố sống còn để tránh các biến chứng ngoài dự kiến.

Câu hỏi lớn vẫn còn bỏ ngỏ: cơ chế nào khiến gene này tham gia vào quá trình chuyển hóa tế bào ống tuyến tụy thành tế bào beta?

"Đó là phần chúng tôi cần xác minh trước tiên", Li cho biết. "Bước tiếp theo là liệu pháp gene, hoặc tìm ra các phân tử nhỏ đặc hiệu để ức chế gene này, xem liệu chúng ta có thể đạt hiệu quả tương tự — hoặc thậm chí tốt hơn".

Ý nghĩa với hàng trăm triệu người bệnh

Ngay cả khi chỉ cải thiện được một phần, thành tựu này cũng có thể tạo ra tác động khổng lồ với cuộc sống của khoảng 830 triệu người mắc bệnh tiểu đường trên toàn thế giới, trong đó có không ít người tử vong mỗi năm vì các biến chứng liên quan.

Đối với Việt Nam — nơi số người mắc tiểu đường không ngừng gia tăng và việc điều trị lâu dài vẫn là gánh nặng lớn cho cả bệnh nhân lẫn hệ thống y tế — những nghiên cứu như thế này mở ra hy vọng về một giải pháp can thiệp gene một lần nhưng mang lại hiệu quả bền vững. Tuy nhiên, khoảng cách từ phòng thí nghiệm đến ứng dụng lâm sàng vẫn còn khá xa, và cần thêm nhiều năm kiểm chứng về độ an toàn trước khi có thể áp dụng cho con người.