Kết quả bước đầu nghiên cứu định tính về hành vi dọa tự tử tại huyện Sóc Sơn - Hà Nội pot

TCNCKH 36 (3) - 2005

84
PHƯƠNG PHáP CHUYểN GEN MớI TĂNG TRIểN VọNG Sử
DụNG ARNi TRONG LIệU PHáP ĐIềU TRị GEN
Tạ Thành Văn
Bộ môn Hóa-Hóa sinh- Trờng Đại học Y Hà Nội
Ngày nay các nhà khoa học đã hiểu những nguyên tắc cơ bản của ARNi và các công
ty dợc phẩm trên thế giới hiện đang nghiên cứu để tăng cờng khả năng ứng dụng
công nghệ này in vivo. Vấn đề then chốt nhất để có thể để tiến tới áp dụng phơng
pháp điều trị này trên lâm sàng phải có kỹ thuật chuyển tải ARNi vào trong tế bào một
cách hiệu quả, kết hợp với các phơng pháp sàng lọc nhanh, chính xác. Đồng thời việc
nghiên cứu tạo ra những phân tủ ARNi có khả năng bất hoạt gen đặc hiệu và hiệu quả
cũng là một vấn đề hết sức quan trọng (1). Các nhà khoa học trên thế giới đã nhận ra
tiềm năng to lớn của việc sử dụng ARNi trong liệu pháp điều trị gen. Một số công ty
dợc phẩm đã công bố kết quả các công trình nghiên cứu mà họ đang tiến hành trong
hội nghị về ARNi toàn Châu Âu tại London vào tháng 10 năm 2004.
1. Phơng pháp chuyển gen bằng
kỹ thuật hóa học mới
Hãng Ambion có kế hoạch đa ra sản
phẩm là siPORTer-96, một thiết bị tạo
điện trờng (electroporation) cho phép
các nhà nghiên cứu đa ARNi vào trong
các dòng tế bào mà khó đợc thực hiện
bởi các phơng pháp khác nh các tế bào
gốc hay các tế bào nổi (không bám vào
đáy của các phơng tiện nuôi cấy). Các
phơng pháp chuyển gen bằng phơng
pháp hóa học (sử dụng các hóa chất có
bản chất là lipid) đợc sử dụng thờng
xuyên đối với các dòng tế bào trởng

thành nhng lại không hiệu quả đối với
các dòng tế bào gốc (2). Thiết bị tạo điện
trờng tạo ra các xung điện để tạo ra các
lỗ siêu nhỏ ở màng tế bào, qua đó các
phần tử có thể dễ dàng xâm nhập vào
trong tế bào. Các lỗ siêu nhỏ này sau đó
đợc đóng lại nhờ những xung điện trong
những điều kiện đặc biệt để cho phép các
tế bào hồi phục và tiếp tục phát triển. Ưu
điểm của phơng pháp này là quá trình
đa gen từ ngoài vào độc lập với chu trình
phân chia của tế bào và tác dụng của
ARNi trên quá trình thể hiện gen của tế
bào đợc phát hiện sớm chỉ trong khoảng
một vài giờ sau khi ARNi đợc đa từ
ngoài vào. Để tăng cờng tỷ lệ sống của
tế bào sau khi chuyển gen nhờ tác dụng
của điện trờng, công ty đã nghiên cứu
và sản xuất dung dịch đệm cho kỹ thuật
chuyển gen này. Dung dịch đệm này có
độ dẫn điện thấp và có thành phần giống
nh
bào tơng. Chính vì vậy mà các lỗ
siêu nhỏ sau khi đợc tạo ra, đợc hàn
gắn lại nhanh chóng. Dung dịch đệm này
cho phép thu hồi lại 65-95% tế bào sống
sau khi đợc chuyển gen và tỷ lệ bất hoạt
gen đạt tới 75-99%.
Nghiên cứu tìm ra phơng pháp
chuyển siARN mới, có hiệu quả cao là

hớng nghiên cứu đợc nhiều nhà khoa
học trên thế giới quan tâm nhằm mục
đích bất hoạt một gen đích bấy kỳ nào đó
trong tế bào. Song song với hớng
nghiên cứu này, việc cần thiết là phải chế
tạo ra ARNi đặc hiệu với gen đích và có
tác dụng kéo dài. Đồng thời cũng cần
thiết phải nghiên cứu tác dụng phụ do
ARNi gây ra khi nó đợc chuyển đến cơ
quan đích. Một trong những tác dụng phụ
đợc các nhà khoa học chú ý nhiều là
TCNCKH 36 (3) - 2005
ARNi tạo ra sự đáp ứng của interferon và
hậu quả là dẫn đến chết tế bào. Khắc
phục tình trạng này, các nhà khoa học đã
chế tạo ra các dẫn xuất ARNi để hạn chế
tác dụng kích thích sự đáp ứng của
interferon nhng lại làm tăng cờng và
kéo dài tác dụng bất hoạt gen.
2. Tăng cờng tác dụng của ARNI
Công ty Invitrogen đã nghiên cứu tăng
cờng tiềm năng áp dụng của ARNi và đã
cho ra đời sản phẩm là Block-iT
TM

transfection control kit (hình 1) cho phép
tối u hóa các điều kiện đa ARNi vào
trong tế bào đồng thời cũng cho phép
nguời sử dụng theo dõi hiệu quả và sự
khác biệt giữa các lần thí nghiệm. Lipfect-

amine
TM
2000 trong kit này cho phép tăng
cờng hiệu quả của việc chuyển gen còn
Block-iT Fluorescent oligonucleotide
mang tín hiệu huỳnh quang mạnh cho
phép phát hiện đợc các tế bào đã đợc
chuyển gen. Cho đến nay, đây là một kit
cho phép chúng ta kiểm tra hiệu quả của
việc chuyển gen một cách dễ dàng và
đơn giản nhất với hiệu suất chuyển gen
đạt tới 90-95%. Kỹ thuật hiện tại đã cho
phép có thể thực hiện 10 ngàn thí nghiệm
chuyển gen chỉ trong vòng một ngày và
quy trình chuyển gen đang đợc phát
triển theo hớng tự động hóa. Đồng thời
sự ra đời của phức hợp ARNi tàng hình,
sản phẩm của sự biến đổi cấu trúc và đặc
tính hóa học của các dẫn xuất ARNi trớc
đó đã cho phép bất hoạt các gen đích
một cách hiệu quả, bền và hạn chế đợc
các tác dụng phụ. Các nhà khoa học về
liệu pháp điều trị gen cho rằng sản phẩm
này hứa hẹn một triển vọng ứng dụng
điều trị lớn của ARNi trong trên lâm sàng.
Các chuyên gia thiết kế Block-iT ARNi
xác định những vùng gen đặc hiệu nhất
trên gen đích để thiết kế các phân tử
ARNi tàng hình có chiều dài khoảng 25
nucleotide bằng phần mềm phân tích

ARNi. Cho đến nay, trong th viện ARNi
(ARNi library) đã có trên 10 ngàn siARN
đặc hiệu với trên 5 ngàn gen đích khác
nhau. Nghiên cứu sản xuất ra ARNi đặc
hiệu với các gen đích trải dài trên cả
genome của tế bào là đích mà các nhà
khoa học đang hớng đến. Các chuyên
gia này cũng nghiên cứu phát triển các kỹ
thuật đánh giá hiệu quả tác dụng của
ARNi khi nó đợc đa vào trong tế bào.
Đây là hớng nghiên cứu đang đợc chú
ý nhằm đánh giá hiệu quả tác dụng của
các thuốc để góp phần tăng cờng khả
năng tác dụng của thuốc cũ và nghiên
cứu ứng dụng điều trị các thuốc mới.

Hình 1: Mô hình cơ chế bất hoạt gen của hệ thống BLOCK-iT ARNi sau khi đợc chuyển
vào trong tế bào (sản phẩm của hãng Invitrogen)


85
TCNCKH 36 (3) - 2005

86
3. Triển vọng ứng dụng trong điều
trị
Nhiều công ty dợc phẩm hàng đầu
trên thế giới đang đầu t nghiên cứu ứng
dụng liệu pháp điều trị gen trên lâm sàng
trong đó việc sử dụng ARNi đợc coi là

một trong các hớng u tiên. Một số vấn
đề then chốt trong quá trình này cần phải
đợc làm sáng tỏ: i) Thiết kế tạo ra ARNi
đặc hiệu với gen đích; ii) Nghiên cứu đặc
tính dợc động học và vận chuyển ARNi;
iii) Phơng pháp đánh giá hiệu quả tác
dụng của ARNi. ở thực nghiệm in vivo, khi
ARNi đợc tiêm vào trong cơ thể động vật
(môi trờng trong cơ thể hoàn toàn khác
với môi trờng nuôi cấy tế bào với rất
nhiều các nuclease trong huyết thanh của
động vật), ARNi sẽ bị thủy phân nhanh
chóng trớc khi nó đợc đa đến cơ quan
đích. Chính vì vậy, mục tiêu mà các nhà
khoa học đang hớng đến là nghiên cứu
tạo ra các chế phẩm ARNi bền vững
nhằm cải thiện các đặc tính dợc động
học bằng cách biến đổi cấu trúc hóa học
của các đơn vị nucleotide. Từ nguyên tắc
này, một số chế phẩm ARNi mới đã đợc
tạo ra. Trong đó phải kể đến SiARN-027
của công ty SiARN Therapeutics, USA,
một sản phẩm có khả năng bất hoạt gen
của yếu tố phát triển tế bào nội mạc góp
phần điều trị một số bệnh liên quan đến
quá trình thoái hóa ở tuổi già (macular).
SiARN-027 có thể đợc tiêm trực tiếp vào
mắt và tránh đợc phá hủy bởi các
nuclease. Công ty này cũng đã tạo ra
đợc một số các dạng biến đổi của ARNi

khác hiện đã đợc thử nghiệm thành
công trên mô hình động vật và đang tiến
tới thử nghiệm lâm sàng. Trong số này
phải kể đến anti-HCV siARN, các ARNi
bất hoạt gen của các yếu tố phát triển
khối u, quá trình thoái hóa thần kinh
(Huntington, Parkinson, Alzheimer và
Spinocerebellar ataxia 1). Cần phải nhấn
mạnh rằng, sở dĩ có sự thành công trong
lĩnh vực này là do sự kết hợp giữa hai yếu
tố: công nghệ adenoviral siARN và các kỹ
thuật Y sinh học. Trong đó các công nghệ
và kỹ thuật đều nhằm hớng đến việc giải
quyết các vấn đề do Y học lâm sàng đặt
ra là tạo ra thuốc để điều trị bệnh.
Tài liệu tham khảo
1. Phan Thị Phi Phi. Tắt (ức chế) gen
thông qua các phân tử ARN nhỏ. Tạp chí
nghiên cứu y học 22, 89-93, (2003).
2. Tạ Thành Văn. Hệ thống chuyển tải
gen và ứng dụng trong liệu pháp điều trị
gen. Tạp chí nghiên cứu y học 24, 107-
110, (2003).
3. Nina Flanagan. Enhancing ARNis
potential. Genetic engineering news 24
(17), 1-24, (2004).