Thay đổi đơn giản biến tế bào thành tế bào gốc phôi ppsx

Thay đổi đơn giản biến tế bào thành tế bào gốc
phôi
Cuối cùng thì các nhà Sinh học cũng đã mất kiên
nhẫn với những thất bại trong cloning. Thành tựu
này có thể là hồi chuông cáo chung cho lĩnh vực
cloning trị liệu.
Các nghiên cứu công bố trong tuần trước bởi 3 nhóm
nghiên cứu khác nhau cho thấy có thể tái lập trình
tế bào da bình thường thành một tế bào gốc phôi ở
chuột. Cuộc đua giờ đây chuyển sang hướng ứng
dụng kỹ thuật đơn giản đến bất ngờ này cho tế bào
của người. Nếu các nhà nghiên cứu thành công, việc
tạo ra các tế bào có tính chất như tế bào gốc , đồng
thời có vật chất di truyền khớp với người bệnh sẽ trở
nên khá dễ dàng. Có một số giới hạn về mức độ hữu
ích và an toàn của các kết quả này trong ứng dụng trị
liệu trong tương lai gần, nhưng trong các phòng thí
nghiệm thì các kết quả này nhanh chóng mang lại
một luồng không khí hào hứng.
"Nó sẽ thay đổi rất
nhiều về cách nhìn
nhận của chúng ta",
Alan Trouson ở ĐH
Monash Úc nói.
Trouson không phải là
người trực tiếp làm ra
các kết quả này nhưng
tuyên bố rằng sẽ bắt
đầu sử dụng kỹ thuật này ngay 'ngày mai'. "Lúc này
tôi có thể nghĩ ra hàng tá thí nghiệm và tất cả đều là
những thí nghiệm hay."

Về mặt lý thuyết các tế bào gốc phôi có thể tăng sinh
vô hạn và có khả năng trở thành bất kỳ loại tế bào
nào trong cơ thể. Tuy nhiên cho tới nay cách duy
nhất để có được các tế bào gốc phôi là phải phá hủy

So sánh hình ảnh của iPS, tế
bào xơ và tế bào gốc phôi.
phôi và để có được tế bào gốc phôi phù hợp di truyền
với bệnh nhân thì trên nguyên tắc là phải clone bệnh
nhân đó. Tất cả các kỹ thuật này đều làm nảy sinh các
vấn đề đạo đức khó giải quyết. Bên cạnh các khó
khăn về vấn đề đạo đức, kỹ thuật cloning cũng không
dễ. Quá trình này bao gồm việc thu trứng chưa thụ
tinh, thay thế vật chất di truyền của trứng bằng vật
chất di truyền từ tế bào bệnh nhân rồi ép cho tế bào
phân chia để tạo ra phôi, rồi từ đó thu các tế bào gốc
phôi. Những rào cản này giờ đây đã bị xóa bỏ.
"Chẳng cần trứng hay phôi gì cả. Và tôi cũng chưa
bao giờ làm việc với chúng" Shinya Yamanaka ở đại
học Kyoto, người đi tiên phong trong kỹ thuật mới
này nói.
Năm ngoái Yamanaka là người đầu tiên sử dụng một
kỹ thuật trong đó người ta dùng các tế bào xơ chuột,
một loại tế bào phổ biến rất dễ lấy từ da thay vì phải
dùng trứng. Bốn gene mã hóa cho bốn protein thuộc
các nhân tố phiên mã được chuyển vào tế bào bằng
các retroviruses. Các protein này kích hoạt sự biểu
hiện của các gene khác, làm cho tế bào trở thành vạn
năng, tức chúng có khả năng trở thành bât kỳ tế bào
nào trong cơ thể. Yamanaka gọi chúng là các tế bào

gốc vạn năng cảm ứng (iPS cells). "Dễ như bỡn.
Chẳng có phép màu gì ở đây cả." Yamanaka nói.
Kết quả này đã mang lại nhiều ngạc nhiên cũng như
hoài nghi. Bốn nhân tố dường như quá ít. Và mặc dù
các tế bào này có các đặc điểm của tế bào gốc như:
tạo khuẩn lạc, tăng sinh liên tục và có khẳ năng phát
triển thành tế bào ung thư, gọi là teratoma chúng
vẫn thiếu một số tính chất quan trọng khác. Đưa các
iPS vào phôi chuột đang phát triển không tạo nên
'chuột khảm', tức chuột mang hỗn hợp DNA của phôi
gốc lẫn các tế bào iPS trong toàn bộ cơ thể. "Năm
trước tôi không thoải mái lắm với từ "vạn năng",
Hans Scholer, chuyên gia về tế bào gốc tại Viện Max
Planc nói.
Tuần vừa qua, Yamanaka đã đưa ra một thế hệ iPS
thứ hai, đạt tất cả các tiêu chuẩn nói trên. Ngoài ra
một nhóm nghiên cứu khác do Rudolf Jaenisch ở
Viện Whitehead dẫn đầu, hợp tác với Konrad
Hochedlinger ở Viện Tế bào gốc Harvard và Kathrin
Plath ở ĐH UCLA cũng đã thu được kết quả tương tự
với bốn nhân tố phiên mã đó.
"Chúng tôi cảm thấy nhẹ cả người vì một số người đã
chất vấn kết quả của chúng tối, đặc biệt là sau vụ xì-
căng-đan Hwangate", Yamanaka nói. Scholer cũng
đồng ý: "Bây giờ chúng ta có thể tự tin mà nói rằng
đây là một cái gì đó đáng phát triển lên."
Việc cải thiện kết quả của năm trước khá đơn
giản. Bốn nhân tố phiên mã mà Yamanaka sử dụng
đã không tái lập lại hệ gene một cách nhất quán và
hiệu quả, vì vậy chưa đến 0.1% trong số hàng triệu tế

bào được tái lập trình lại. Khó khăn ở đây là tách các
tế bào đã được tái lập trình thành công ra khỏi các tế
bào còn lại. Các nhà nghiên cứu thường làm điều này
bằng cách cài vào một gene kháng kháng sinh. Gene
này chỉ được biểu hiện khi nhân tố phiên mã được
biểu hiện. Sau đó họ cho các tế bào này vào môi
trường chứa kháng sinh. Kháng sinh sẽ giết chết
những tế bào không được tái lập trình. Protein marker
mà Yamanaka sử dụng vào năm ngoái không được
tốt lắm trong việc xác định các tế bào đã được tái lập
trình. Lần này cả ba nhóm đều dùng hai loại protein
marker khác là Nanog và Oct4 và thu được hiệu quả
trên cả mong đợi. Cả ba nhóm đều có thể tạo ra chuột
khảm bằng các tế bào iPS được tách theo cách này;
và các con chuột này đã truyền DNA của các iPS cho
con cái của chúng.
Jaenisch cũng đã thành công trong việc dùng một
phôi đặc biệt để tạo ra các thai có tất cả các tế bào
đều có nguồn gốc từ iPS. "Chỉ có những tế bào gốc
phôi tốt nhất mới có thể làm được điều này," ông nói.
"Thật khó tin, đơn giản là quá tuyệt vời" Scholer nói
khi nghe bài báo cáo của Jaenisch ở một cuộc hội
thảo vào 31/5 ở Bavaria. "Đối với tôi cái này giống
như vụ Dolly vậy. Thực sự tầm cỡ đấy đấy".

Việc tạo ra được các con chuột khảm chứng tỏ các tế
bào iPS có tính chất không khác các tế bào gốc phôi
Phương pháp này tỏ ra rất hấp dẫn. Trong khi cloning
bị giới hạn về số trứng và những kỹ thuật phức tạp,
phải mất đến sáu tháng mới có thể thành thạo thì

phương pháp của Yamanaka có thể sử dụng những tế
bào đơn giản nhất và có thể thực hiện được bằng
những kỹ thuật đơn giản trong phòng thí nghiêm.
Tuy nhiên việc áp dụng phương pháp này cho người
vẫn chưa thành công. "Chúng tôi đang làm việc rất
cật lực - ngày cũng như đêm. Có lẽ chúng tôi cần
thêm nhân tố phiên mã". Yamanaka bộc bạch.
Nếu thành công, các nhà nghiên cứu có thể tạo ra các
iPS từ những bệnh nhân mắc bệnh Parkinson, tiểu
đường và theo dõi những biến đổi phân tử trong các
tế bào này khi chúng phát triển. Phương pháp "bệnh
trên dĩa Petri" sẽ cho các nhà khoa học một cơ hội để
biết được các yếu tố môi trươngf tác động như thế
nào đến quá trình hình thành bệnh và có thể kiểm tra
khả năng của những loại thuốc khác nhau trong việc
ức chế sự phát triển của bệnh.
Tuy nhiên các tế bào iPS không phải không khiếm
khuyết. Không thể sử dụng chúng một cách an toàn
để tạo ra các tế bào phù hợp về di truyền cho việc gép
mô, ví dụ chữa chấn thương tủy sống. Yamanaka
phát hiện ra rằng một trong những nhân tố phiên mã
dường như có vai trò trong việc tạo ra ung thư ở 20%
số chuột khảm mà ông tạo ra. Ông nghĩ rằng việc này
có thể giải quyết, nhưng chính các retrovirus sử dụng
cũng có thể gây đột biến và ung thư. "Cái này rất
nguy hiểm. Chúng tôi sẽ không bao giờ gép các tế
bào này cho bệnh nhân" Jaenisch nói. Theo quan
điểm của ông, nghiên cứu tế bào gốc phôi vẫn sẽ cần
đến cloning.
Cứ theo đà này, sẽ nhanh chóng có tin tức tốt lành.

"Tôi không chắc đó sẽ là chúng tôi, hay Jaenisch, hay
một người khác, nhưng tôi kỳ vọng vào một thành
công lớn trên người vào năm tới" Yamanaka nói.
Tài liệu tham khảo:
1. Okita, K., Ichisaka, T. & Yamanaka, S. Nature
doi:10.1038/nature05934 (2007).
2. Wernig, M. et al. Nature doi:10.1038/nature05944
(2007).
3. Maherali, N. et al. Cell Stem Cell
doi:10.1016/j.stem.2007.05.014 (2007).
4. Takahashi, K. & Yamanaka, S. Cell 126, 663–676
(2006).
Nguyễn Ngọc Lương
Theo Nature News, Sinh học Việt Nam