DMCA.com Protection Status

Sử dụng CRISPR chống lại bệnh thiếu máu hồng cầu hình liềm  quan tâm

Được đăng bởi: Ẩn danh

Cập nhật lúc 08:23 ngày 28/12/2017

Một đột biến trong sợi đơn DNA gây ra căn bệnh đau đớn và suy nhược đó là bệnh thiếu máu hồng cầu hình liềm. Các nhà nghiên cứu đã vật lộn với căn bệnh này trong hơn 65 năm, và bây giờ kỹ thuật chỉnh sửa gen CRISPR-Cas9 sẽ là vũ khí đắc lực cho họ.

Hình dạng các tế bào hồng cầu bất thường (màu đỏ sẫm) là một trong những điểm nổi bật của bệnh thiếu máu hồng cầu hình liềm.

Trong một bài báo được công bố ngày 12 Tháng 10 trên tạp chí Science Translational Medicine, các nhà nghiên cứu đã báo cáo một số thành công về việc điều chỉnh các đột biến ở chuột, mặc dù họ thừa nhận rằng để ứng dụng trên người vẫn phải cần nhiều thời gian.

Tác giả Jacob Corn, nhà sinh học tại Đại học California, Berkeley cho rằng hiệu quả của quá trình này vẫn còn thấp để áp dụng vào thực tế. Tuy nhiên, những nỗ lực trước kia và gần đây đã cho Corn hy vọng rằng việc điều trị bước đầu có thể giải quyết được nguyên nhân do bệnh thiếu máu hồng cầu liềm gây ra chỉ trong một vài năm nữa. Ông nói "Chúng tôi bây giờ có thể có nhiều cách để giải quyết các nguyên nhân gây bệnh hơn là điều trị triệu chứng".

Mỗi năm có khoảng 250 000 trẻ em trên toàn thế giới sinh ra mắc bệnh thiếu máu hồng cầu lưỡi liềm. Nguyên nhân gây ra bởi một đột biến có ảnh hưởng đến hình dạng của hemoglobin vận chuyển oxy trong các tế bào hồng cầu. Kết quả có thể bị tắc mạch máu ngăn cản quá trình vận chuyển oxy đến các mô và gây đau đớn.

Chỉnh sửa đơn điểm

Trên một bài báo, việc điều trị dường như đơn giản: chỉnh sửa lại chuỗi đột biến trong tế bào gốc máu tạo ra từ tủy xương, và trên lý thuyết, bệnh nhân sẽ không mắc bệnh nữa.

Stuart Orkin, người nghiên cứu các bệnh về máu tại Viện Ung thư Dana-Farber và Bệnh viện nhi Boston ở Massachusetts nói "Đó là sự thay đổi một base, nó chỉ thực hiện được nhờ chỉnh sửa gen".

Nhưng các công ty và các học giả đã cố gắng cải tiến quy trình tốt hơn bằng cả CRISPR-Cas9, nhưng vẫn chưa đạt đáp ứng yêu cầu dễ thực hiện và có thể áp dụng.

Các nhà khoa học có thể dùng enzyme Cas9 - hoặc các loại enzyme chỉnh sửa gen khác - để cắt trúng đích những vị trí đặc biệt của bộ gen, nhưng những gì xảy ra tiếp theo tùy thuộc vào quá trình sửa chữa ADN- tự nhiên trong tế bào. Thông thường, việc sửa chữa có thể loại các đoạn DNA nhỏ. Một quá trình sửa chữa song song diễn ra sẽ chèn một chuỗi mới tại vị trí cắt. Nhưng quá trình sửa sai này không diễn ra ở giai đoạn nghỉ của tế bào, các tế bào gốc ít phân chia ở tủy xương cũng có thể áp dụng phương pháp trị liệu tế bào hình lưỡi liềm.

Corn và các đồng nghiệp của ông đã tìm ra cách chỉnh sửa có hiệu quả hơn. Họ sử dụng một đoạn DNA ngắn mang trình tự chính xác thay cho gen của tế bào hình liềm và nó được thiết kế để gắn vào sợi DNA tự do vừa bị cắt bởi enzyme Cas9. Khi được sử dụng trên các tế bào lấy từ bệnh nhân mắc bệnh hồng cầu liềm, kỹ thuật này làm tăng hiệu quả sửa chữa các khiếm khuyết gen lên đến 25%.

Kết quả không như mong muốn

Nhóm nghiên cứu sau đó đã đưa những tế bào được sửa chữa vào chuột thí nghiệm. Tại đây, hiệu quả kỹ thuật này giảm mạnh: các tế bào bị loại bỏ DNA dường như tăng sinh tốt hơn các tế bào được sửa chữa gen. Ở chuột, chỉ có 5% tế bào được chỉnh sửa và ghép vào có thể sản xuất haemoglobin bình thường.

Corn nói: điều này chạm ngưỡng cần thiết để làm giảm bớt căng thẳng cho bệnh nhân. Ông nói thêm, một số bác sĩ cho rằng dữ liệu của ông có thể sẵn sàng để đưa vào thử nghiệm lâm sàng. Nhưng Corn cho rằng cần nâng cao hiệu quả trước khi triển khai trên người.

Michael Holmes, phó chủ tịch nghiên cứu tại Sangamo Biosciences ở Richmond, California cho biết các kỹ thuật tinh tế tạo một lợi thế cho các nhà nghiên cứu tìm kiếm các ứng dụng khác nhau trong việc chỉnh sửa gen. Nhưng nó cũng gây thêm một vấn đề khác đó là phải chỉnh sửa những gen bị cắt bởi enzyme Cas9. Một số gen bị cắt bỏ có thể dẫn tới việc sản xuất hemoglobin bất thường - gây ra tình trạng nghiêm trọng gọi là β-thalassemia.

Holmes nói, công ty Sangamo cũng lưu ý vấn đề này, và họ quyết định tiếp cận bằng một cách khác. Công ty này và một số nhà nghiên cứu khác trong lĩnh vực đang sử dụng chỉnh sửa gen để phá vỡ sự biểu hiện của một gen ức chế sản xuất hemoglobin thai nhi: một dạng haemaglobin được biểu hiện trong bào thai đang phát triển để chống lại bệnh hồng cầu hình liềm.  Đẩy mạnh sản xuất hemoglobin của thai nhi, do đó có thể làm giảm lượng hemoglobin hình liềm ở người trưởng thành.

Các kết quả mới nhất với CRISPR - Cas9 ủng hộ ý tưởng rằng nhắm đích hemoglobin bào thai vẫn là hướng an toàn hơn, Holmes nói. "Vẫn còn một chặng đường dài trong việc tìm ra cách sửa chữa các gen một cách an toàn nhất".

Tài liệu tham khảo:

Heidi Ledford, "CRISPR deployed to combat sickle-cell anaemia", Nature, 12 October 2016.

Lược dịch Lê Văn Trình- Lê Thị Thu Thúy

Biên tập Biomedia Việt Nam