Ứng dụng đột phá về gen trong chữa bệnh và dược phẩm pptx

Ứng dụng đột phá về gen trong
chữa bệnh và dược phẩm

Con người không như dự đoán có hơn 100.000 mà chỉ có 30.000
gen. Số lượng đó không cao hơn nhiều so với một số loài. Song điều lý
thú biết được từ bản giải mã gen là sự kỳ diệu ở người bắt nguồn từ
chính sự tuyệt vời trong kết cấu và tương tác giữa chúng.
Con người không như dự đoán có hơn 100.000 mà chỉ có 30.000
gen. Số lượng đó không cao hơn nhiều so với một số loài. Song điều lý
thú biết được từ bản giải mã gen là sự kỳ diệu ở người bắt nguồn từ
chính sự tuyệt vời trong kết cấu và tương tác giữa chúng. Một vấn đề
đặt ra trong y học: Nếu nắm được sự khiếm khuyết, sai sót về kết cấu,
sự rối loạn trong tương tác thì sẽ chẩn đoán và dùng cách bổ sung, sửa
chữa, điều chỉnh gen sẽ chữa được bệnh.
Một con đường mới đã khai thông
Mỗi tế bào có hàng nghìn gen, từ đó mà có hàng nghìn protein, cấu
tạo nên các mô. Hiểu được chúng không dễ. Ví dụ, để hiểu chu trình chuyển
hóa không phức tạp lắm như nấm men, phải cần đến gần 100.000 xét nghiệm
gen! Chẳng lẽ, trước người bệnh cần cứu sống, ta lại phải dùng một lượng
khổng lồ các thiết bị hiện đại và thời gian vô giá của các nhà nghiên cứu làm
một lượng xét nghiệm nhiều hơn thế, mới tìm ra lời giải? Trước núi khó
khăn cao vợi này, có người chùn bước. Song cũng có nhiều nhà khoa học
can đảm vượt dốc, khai phá lối đi. Leroy Hood, là một trong số đó đã thành
lập ra Viện Nghiên cứu sinh học hệ thống, một môn khoa học mới (tại
Seattle, Mỹ). Trong môn khoa học mới này sẽ huy động tiềm lực công nghệ
cao các môn sinh học, máy tính, nano nhằm tìm hiểu cho được tổng thể
con người trong mối quan hệ về cấu tạo và tương tác giữa các gen, kéo theo
là mối quan hệ về cấu tạo và tương tác giữa các protein, các mô. Những hiểu
biết này sẽ được mã hóa, đồ thị hóa thành mạng. Khi có sự khiếm khuyết, sai
sót về kết cấu hay rối loạn về tương tác gen (tự phát sinh hoặc do tác động
của môi trường) thì sẽ xuất hiện những điểm “khác biệt” và bằng cách so

sánh, người ta sẽ nhận ra được sự “khác biệt” ấy. Cố nhiên, một số lớn
những “khác biệt” này sẽ thể hiện trên máu, xét nghiệm gen máu sẽ gọn hơn,
giúp nhận biết dễ dàng và nhanh hơn. Dựa vào các điểm “khác biệt” trên bản
đồ gen bất thường của người bệnh, các nhà lâm sàng, nhà dược phẩm sẽ phối
hợp định ra cách chữa. Mỗi người có một ADN khác nhau, cách chữa ấy
cũng sẽ được “cá biệt hóa” cho phù hợp với từng người.
Và những thành công ban đầu
Với bệnh bạch cầu cấp tính cần dùng mercaptopurin để tiêu diệt các
bạch cầu phát triển vô tổ chức. Bình thường, cơ thể người có một gen tốt sản
xuất ra enzym TPMT giúp phân hủy mercaptopurin. Nhưng có người chứa
phiên bản xấu của gen không sản xuất ra được TPMT nên mercaptopurin
không phân hủy được, tích tụ lại ngày càng nhiều, tiêu diệt hết các loại bạch
cầu, làm cho cơ thể mất hoàn toàn sức đề kháng, dẫn tới tử vong. Ngược lại,
cũng có người chứa phiên bản xấu khác của gen lại sản xuất quá nhiều
TPMT làm cho mercaptopurin chuyển hóa quá nhanh nên không gây độc
nhưng cũng không hề có hiệu lực. Xét nghiệm được các phiên bản xấu của
gen sẽ tìm thuốc thay thế hay điều chỉnh liều mercaptopurin, giúp những
người này tránh độc, chữa bệnh hiệu quả.
Các thuốc chống trầm cảm prozac, thuốc chữa rối loạn lipid – máu
statin, thuốc giảm đau codein, được chuyển hóa bởi tổ hợp gen CYP450.
Đây là các gen có tính đột biến cao làm phát sinh ra các phiên bản gen rất
khác nhau. Có người sinh ra nhiều phiên bản xấu của gen 2D6 làm phân hủy
nhanh codein đến mức làm cho nó không kịp tác dụng lên các vị trí cần thiết
để chữa bệnh, dùng thuốc này cũng như không. Trái lại cũng có người có tới
hai phiên bản xấu khác của gen 2D6 lại không chuyển hóa được prozac, làm
cho thuốc này tích tụ lại, gây độc. Bệnh viện Mrazed đưa ra một chương
trình xét nghiệm gen nhằm loại trừ những người không dùng được prozac.
Đối chiếu với lâm sàng, các kết quả xét nghiệm gen dự báo này đạt độ chính
xác tới 99,9%.
Warfarin là một trong số các thuốc chống cục máu đông chữa đột qụy

khá hiệu nghiệm. Nhưng theo một điều tra có tới 30% người Mỹ chứa một
phiên bản biến dạng của gen 2C9 lại không chuyển hóa được chất này. Kết
quả là có hàng trăm ngàn người dùng warfarin bị vô hiệu, tử vong. PGS.
Brian Gage (Đại học Washington bang Missouri) đã làm xét nghiệm gen, từ
đó thay thuốc hoặc điều chỉnh liều warfarin, tránh cho người bệnh các rủi ro
trên.
Từ những thành tựu này, Cơ quan quản lý thuốc và thực phẩm Mỹ
(FDA) yêu cầu nhà sản xuất đưa ra thông tin gen với một số thuốc. Đầu tiên
là thông tin về phiên bản xấu của gen 2D6 cho thuốc chữa bệnh hiếu động
stratera, tiếp đó là thông tin về các phiên bản xấu của các gen khác cho thuốc
chữa bệnh bạch cầu cấp tính và bệnh Crons mercaptopurine (imuran), thuốc
chữa trầm cảm (prozac).
Các nhà khoa học đã tạo ra bộ con chíp xét nghiệm gen máu vi mạch,
chỉ nhỏ bằng con tem. Lấy máu người bệnh, chiết lấy mẫu ADN đặt lên bộ
con chíp. Sau đó đặt sợi tổng hợp ADN bình thường, ADN khiếm khuyết
thêm vào. Kết nối giữa ADN của người bệnh và sợi tổng hợp ADN huỳnh
quang sẽ phát ra, cho biết sự “khác biệt” của gen người bệnh. Khi mà
phương tiện, thủ tục xét nghiệm gen máu đã đơn giản đến mức ấy (trong
tương lai chắc còn đơn giản hơn) thì việc đưa thông tin gen lên thuốc và
dùng thông tin này để chữa bệnh sẽ dễ dàng phổ cập.
Thử thách vẫn còn ở phía trước
Do di truyền hoặc do đột biến gen mà phát sinh một số bệnh như tâm
thần phân liệt, tiểu đường týp I, Alzheimer, hen suyễn, ung thư Về lý
thuyết, có thể dùng kỹ thuật gen để chữa hay thay thế các tế bào bị bệnh gọi
là “chữa bệnh bằng tế bào”.
Muốn chữa các tế bào bị bệnh thì phải đưa nhân mới vào tế bào, điều
chỉnh chúng hoạt động theo ý muốn. ADN ở mỗi người rất phức tạp. Lượng
tế bào bị bệnh vô cùng lớn lại phát triển nhất nhanh (chẳng hạn như tế bào
ung thư). Vậy làm thế nào để đưa nhân mới vào được mọi tế bào, điều chỉnh
chúng? Đây là điều chưa có cách vượt qua.

Một số tế bào thoái hóa (không còn làm được chức năng như tế bào
tuyến tụy trong bệnh tiểu đường týp I), liệu có thay thế được không? Các
nhà khoa học lấy một số tế bào non, chưa biệt hóa, gọi là “tế bào gốc”, nuôi
dưỡng trong môi trường đặc biệt và bằng cách thích hợp làm cho chúng
“biệt hóa” thành các tế bào khác như tế bào tụy, tim, gan, thận, phổi, não
và coi chúng như là “gen thuốc”. Đưa “gen thuốc” vào vị trí cần, chúng sẽ
phát triển, tạo ra thế hệ tế bào mới thay thế cho tế bào đã thoái hóa. Hai khó
khăn đặt ra: Lấy “tế bào gốc” từ đâu? Đưa “gen thuốc” vào cơ thể bằng cách
nào? Trước đây “tế bào gốc” lấy từ phôi thai chưa “biệt hóa” và việc đưa
“gen thuốc” vào cơ thể trông chờ vào tế bào dòng hóa. Cách làm này đã thổi
bùng lên cuộc tranh luận về đạo đức. Một số người còn cho rằng nếu tạo ra
được các tế bào “biệt hóa” sẽ tiến tới tạo ra các mô, các tổ chức chức năng,
dẫn tới việc tổng hợp chúng thành người nhân tạo. Suy nghĩ cực đoan này
làm cho cuộc tranh luận căng thẳng thêm. Nhưng lần lượt nhiều nhà khoa
học đã dùng các nguyên liệu khác như tủy xương, máu cuống rốn, thậm chí
là mô mỡ của người làm “tế bào gốc” và đã tạo được các tế bào “biệt hóa”
cũng giống như đi từ tế bào phôi. Một số nhà khoa học tìm cách lấy tế bào ở
người bệnh (như mô mỡ) làm “tế bào gốc”, nuôi dưỡng và biệt hóa thành tế
bào khác, dùng phương pháp cấy ghép đưa chúng trở lại vào chính người
bệnh, tế bào đó sẽ phát triển và không bị thải loại. Cách làm này đã thành
công trên chuột và thành công một phần trên người. Hướng đi đúng này đã
làm dịu bớt tranh luận. Chính phủ nhiều nước như Anh, Pháp, Hàn Quốc, Bỉ
và mới đây là Australia đã lần lượt cho phép các nhà khoa học nghiên cứu và
thành lập các ngân hàng “tế bào gốc” vì nhận thấy hướng đi tốt đẹp của
phương pháp chữa bệnh này. Nếu việc chữa tế bào bị bệnh còn quá khó
khăn, có thể còn lâu mới làm được thì việc thay tế bào thoái hóa tỏ ra có
nhiều hứa hẹn.