Vấn đề đạo đức nghiên cứu tế bào mầm

Theo thuyết của sinh học phân tử (molecular biology), đơn vị cơ bản nhất của một sinh vật nói chung, hay con người nói riêng là tế bào (cells). Cơ thể con người được cấu tạo bằng hàng tỷ tỷ tế bào. Mỗi con người chúng ta được hình thành bắt đầu từ chỉ một tế bào. Tế bào này cứ phân chia liên tục và sản sinh ra nhiều tế bào mới để cấu tạo thành một con người “trưởng thành”.

Trong giai đoạn đầu của nền y học, kể cả cho đến những thập niên đầu thế kỷ XX, việc chữa trị bệnh hầu như chỉ tập trung vào chữa trị ở cấp “vĩ mô”, tức là các phương thức trị bệnh chủ yếu dựa trên cơ chế bệnh sinh và bệnh nguyên. Trừ nhóm bệnh nhiễm khuẩn là điều trị tương đối có kết quả, còn lại hầu như chỉ giải quyết được tức thời giảm triệu chứng, hoặc kéo dài sự chịu đựng của cơ thể mà không thể tiệt căn. Ngay cả những bệnh nhiễm trùng thì chữa khỏi, thế nhưng những biến chứng hay di chứng của bệnh để lại lại là một chuyện nan giải cho cả bệnh nhân và thầy thuốc, điển hình như biến chứng thần kinh, hoặc các biến chứng tim của bệnh thấp (Rheumatic fever). Các điều trị nếu có thể hoặc bảo tồn hoặc thay thế nhưng hầu như không thể nào gọi là chữa khỏi được. Vì thế, không ai ngạc nhiên khi thấy hầu hết các thuật chữa trị hiện nay chỉ đem lại hiệu quả cho khoảng 60 phần trăm bệnh nhân, và trong nhiều trường hợp bệnh nhân lại chịu phản ứng phụ có hại cho sức khỏe. Trong nhiều thập niên gần đây, nghiên cứu y khoa đã bắt đầu chuyển sang một phương hướng mới: đi tìm thuật chữa trị mới để có thể ứng dụng cho từng cá nhân bệnh nhân. Đó cũng là nhờ tiến bộ của ngành sinh học phân tử, nghiên cứu về tế bào và cấu trúc di truyền của tế bào[1].

tebao-1.gif

Dưới giác độ di truyền của tế bào, gien có chức năng gửi các tín hiệu hóa học đi đến tất cả các nơi trong cơ thể. Những tín hiệu này có chứa đầy đủ các thông tin, các chỉ thị cụ thể cho các cơ quan trong cơ thể ta phải hoạt động ra sao. Nếu những gien trong cơ thể hoạt động “bình thường”, và sản phẩm hay tín hiệu của gien được chuyển giao một cách thích hợp thì cơ thể con người không có vấn đề; nhưng nếu trong quá trình hoạt động của gien có sự cố thì hậu quả là cơ thể sẽ mất thăng bằng và dẫn đến bệnh tật cho con người.

Do đó, có thể nói một cách vắn tắt rằng đa số các bệnh tật, dù là thể xác hay tinh thần, đều gần như có thể bắt nguồn từ những trục trặc của tế bào, hoặc gien. Nhưng hầu như tất cả các thuật chữa trị bệnh tật hiện nay lại có tính cách gián tiếp, và ước chừng. Giải phẫu, hay dùng dược phẩm đều chỉ là những phương pháp trợ tiếp, cầm chừng, và chỉ tấn công bề ngoài của căn bệnh, chứ chưa tiến sâu vào cơ chế hoạt động của tế bào. Ngoài ra, tất cả các thuật chữa trị này đều dựa vào số đông chứ không dựa vào cá nhân. Chẳng hạn như thuốc Alendronate, thử nghiệm cho thấy có hiệu quả cho số đông của một nhóm bệnh nhân, và kết quả này được khái quát hóa cho hàng loạt bệnh nhân khác.

Vì tế bào là đơn vị cơ bản nhất của con người, và mỗi con người là một cá thể độc đáo (trên phương diện sinh học, không ai giống ai), nên việc chữa trị bệnh tật bằng cách thay thế các tế bào bị hỏng bằng các tế bào lành mạnh là một phương pháp đang được giới khoa học chú ý nhiều nhất hiện nay. Ngoài ra, việc thay thế những gien bị đột biến tai hại bằng những gien tốt cũng là một phương hướng chữa trị đang được ứng dụng cho một số bệnh. Chữa trị bằng tế bào (Cell therapy) hay bằng gien (Gene therapy), nếu không là một hy vọng sau cùng, thì cũng là một phát triển quan trọng nhất trong hành trình chinh phục bệnh tật của con người.

Các tế bào và gien cũng biến chuyển theo quá trình trưởng thành và lão hóa của một con người. Một số bệnh như Parkinson, bệnh mất trí (Alzheimer), tiểu đường, v.v... thường tấn công vào người có tuổi, và cơ chế chính là do mất tế bào chuyên biệt, hay do tế bào bị hư hỏng. Một cách thay thế các tế bào bị hư hỏng hay đã mất này là bằng cách “trồng” hay “gầy giống” các tế bào mầm, mà tiếng Anh thường đề cập đến là stem cells.

Nguồn và loại tế bào mầm

Tế bào mầm, nói một cách ngắn gọn, là những tế bào có khả năng phân chia (differentiate) trong những chu kỳ không nhất định trong nuôi cấy và cho ra những tế bào chuyên dụng hóa (specialized cells). Để hiểu rõ nguồn gốc, công dụng, và ý nghĩa đạo đức của tế bào mầm, có lẽ cần phải điểm qua quá trình hình thành của một bào thai và những thuật ngữ dính dáng đến các tế bào.

tebao-2.gif

•Sự phát triển của con người khởi đầu bằng chỉ một tế bào. Khi một tinh trùng thụ tinh với một trứng và tạo ra một tế bào đơn (zygote), và tế bào đơn này có tiềm năng hình thành nên một cơ thể sống hoàn chỉnh. Trứng được thụ tinh này gọi là tế bào toàn năng (totipotent cells). Như tên gọi, tế bào toàn năng ám chỉ tiềm năng của nó là toàn bộ, có thể phân chia thành bất cứ tế bào nào.

• Vài giờ đầu sau khi thụ tinh, tế bào này phân chia thành những tế bào toàn năng đồng nhất như nhau. Điều này có nghĩa là một trong bất kỳ các tế bào nào trong những tế bào này, nếu đem đưa vào buồng tử cung của phụ nữ, đều có khả năng phát triển thành một bào thai. Trong thực tế, trường hợp sinh đôi đồng dạng xảy ra khi hai tế bào toàn năng tách ra và phát triển thành hai cá thể, thành hai con người giống nhau về cấu trúc di truyền.

• Khoảng 4 ngày sau khi thụ tinh, và sau một vài chu kỳ phân chia của tế bào, các tế bào toàn năng này bắt đầu chuyên dụng hóa, hình thành một quả cầu rỗng do các tế bào xếp quanh, được gọi là túi phôi (blastocyst). Bên ngoài túi phôi là lớp tế bào; bên trong là một khối kết cụm các tế bào gọi là khối nội bào (inner cell mass). Lớp các tế bào bên ngoài sẽ hình thành rau thai và các mô hỗ trợ cần thiết cho quá trình phát triển của một bào thai (fetus) trong tử cung. Các tế bào trong khối nội mạc có thể chuyển hóa thành mọi loại tế bào làm nền tảng của cơ thể, và sẽ phát triển thành một cơ thể người. Tự nó, các tế bào nội mạc không thể hình thành nên một cơ thể sống được, vì nó không có rau thai cũng như các mô hỗ trợ cần thiết cho sự phát triển của thai trong tử cung như nêu trên. Các tế bào khối nội mạc này được gọi là các tế bào đa năng (pluripotent cells), vì khả năng của chúng có thể hình thành nên nhiều loại tế bào khác nhau của cơ thể trừ tất cả các loại tế bào cần thiết cho phát triển bào thai.

Do đó, tế bào toàn năng rất khác với tế bào đa năng. Tiềm năng phát triển của các tế bào đa năng không hoàn toàn, nhưng tiềm năng của tế bào toàn năng thì có thể vô tận. Tế bào đa năng không phải là phôi (embryo). Trong thực tế, nếu một tế bào khối nội mạc được cấy vào trong lòng tử cung phụ nữ, thì hẳn là nó sẽ không thể nào phát triển thành một bào thai được. Các tế bào mầm đa năng này tiếp tục chuyên dụng hóa thành các tế bào mầm chịu trách nhiệm tạo nên các tế bào có những chức năng đặc biệt. Chẳng hạn như tế bào mầm tạo huyết sẽ sản sinh ra hồng huyết cầu, bạch cầu, tiểu cầu; và các tế bào mầm da sẽ tạo nên các loại da khác nhau. Các tế bào mầm được chuyên dụng hóa hơn này gọi là các tế bào bội năng (multipotent).

Trong khi các tế bào mầm đóng một vai trò cực kỳ quan trọng trong quá trình phát triển của một con người trong giai đoạn “trứng nước”, thì các tế bào bội năng này cũng được tìm thấy trong cơ thể trẻ em và người trưởng thành. Trong các tế bào mầm được nghiên cứu nhiều nhất hiện nay là tế bào mầm dòng tạo huyết. Các tế bào mầm tạo huyết hiện diện trong tủy xương của mỗi cơ thể trẻ em và người lớn, và thực tế, có thể hiện diện với số lượng rất nhỏ trong dòng máu tuần hoàn. Các tế bào mầm tạo huyết này đóng một vai trò then chốt của việc hình thành hồng cầu, bạch cầu, tiểu cầu trong suốt cuộc đời. Con người không thể sống được nếu không có tế bào mầm tạo huyết.

Tế bào mầm đa năng có thể chiết ra từ hai nguồn chính:

Nguồn 1: Phân lập trực tiếp từ khối nội bào của phôi ở giai đoạn túi phôi, do đó nó còn được gọi là embryonic stem cells (còn viết tắt là ES, tạm dịch là “tế bào mầm phôi”). Trong khi các tế bào mầm phôi của chuột đã được dùng trong thử nghiệm khoảng hai mươi năm qua, việc nghiên cứu các phôi tế bào mầm trong con người chỉ mới khởi đầu từ năm 1998, qua phát hiện quan trọng của hai nhóm nghiên cứu bên Mỹ[2]. Hiện nay, các tế bào mầm phôi thường được lấy từ các túi phôi do những cặp vợ chồng tham gia vào chương trình thụ thai nhân tạo (IVF) (đồng ý và cho phép).

Nguồn 2: Có thể phân lập được tế bào mầm đa năng từ mô của bào thai trong những phụ nữ mang thai có chỉ định đình chỉ thai nghén (terminated pregnancy). Đây là nghiên cứu của Tiến sĩ Gearhart, bằng cách lấy ra các tế bào tại một vùng nào đó của bào thai (đã có chỉ định đình chỉ thai nghén) sau đó cho vào cấy trong tinh hoàn hay buồng trứng, và cũng tạo được các tế bào mầm đa năng giống như cách trên.

Ngoài hai nguồn chính, một đề xuất khác mà có thể cho là một nguồn thứ ba có thể phân lập được tế bào mầm đa năng là chuyển nhân của tế bào cơ thể (somatic cell nuclear transfer, hay còn gọi là SCNT). Trong nghiên cứu trên động vật sử dụng phương thức chuyển nhân tế bào cơ thể, các nhà nghiên cứu đã dùng một tế bào trứng của một động vật bình thường, tách nhân ra [loại bỏ cấu trúc di truyền], chỉ giữ lại chất dinh dưỡng và các chất khác có khả năng sản sinh năng lượng cần thiết cho phôi phát triển, rồi trong môi trường phòng thí nghiệm rất cẩn tắc, người ta dùng một tế bào cơ thể hay bất kỳ một loại tế bào nào khác (không dùng trứng hoặc tinh trùng), đặt cạnh tế bào trứng vừa tách nhân đó, và chúng hợp nhất. Tế bào hợp nhất này lập tức phân chia, và được cho rằng có khả năng hoàn toàn phát triển thành con vật hoàn chỉnh, và vì vậy mà tế bào đó là tế bào toàn năng. Như vậy về mặt lý thuyết là từ đây ta có thể chiết xuất được tế bào mầm đa năng. (Con cừu nổi tiếng “Dolly” được sản sinh bằng phương pháp SCNT).

Tóm lại, tế bào mầm đa năng, dù dưới hình thức nào thì cũng được chiết xuất từ các tế bào dạng phôi nhưng tiền thai (pre-fetal).

Trong khi đó, tế bào mầm bội năng cũng có thể chiết xuất từ hai nguồn:

• Có thể lấy từ máu dây rốn (unbilical cord blood) của trẻ lúc mới sinh. Các tế bào từ rốn có thể dự trữ và dùng cho các mục đích ghép.

• Ngoài ra, con người (trẻ em, người lớn) cũng có thể là nguồn cung cấp tế bào mầm cho nghiên cứu. Tuy nhiên, tế bào bội năng không phải hiện diện ở tất cả các loại mô của cơ thể ở người lớn. Trong thực nghiệm, người ta có thể phân lập được tế bào mầm bội năng từ các tế bào nơ-ron (neurone) thần kinh ở chuột. Nghiên cứu thực nghiệm trên người còn hạn chế, tuy nhiên cũng đã phân lập được có lẽ là tế bào mầm của nơ-ron thần kinh từ mô não người lớn trong quá trình phẫu thuật thần kinh.

Tóm lại, các tế bào mầm bội năng hoàn toàn chiết xuất từ cơ thể hoàn chỉnh, sau sinh.

Ứng dụng của tế bào mầm đa năng

Một trong những lý do quan trọng thúc đẩy việc nghiên cứu và ứng dụng của tế bào mầm đa năng là từ loại tế bào mầm này, các nhà khoa học có thể hiểu hết được cơ chế và bản chất của những chuỗi biến đổi phức tạp xảy ra trong quá trình phát triển của một cơ thể con người. Mục đích cơ bản là nhận dạng được các yếu tố đóng vai trò quyết định hướng và chuyên biệt hóa chức năng của tế bào. Các nhà khoa học có thể biết được vai trò của gien, song chưa ai biết đích thị gien nào là gien “đưa ra quyết định” và cơ chế hoạt động của nó như thế nào. Và qua nghiên cứu, theo dõi phát triển của tế bào mầm từ cấp độ nhân tế bào lên, các nhà khoa học có thể nắm được cơ chế bệnh lý, như suy cơ tim của bệnh nhân chẳng hạn. Một khi đã hiểu được cơ chế làm việc, các nhà khoa học có thể, chẳng hạn như trong việc thay tim hay cấy tim, có thể tránh được các phản ứng thải ghép mà không cần phải dùng thuốc ức chế miễn dịch [rất nhiều tác hại và tác dụng phụ] để chống loại thải cơ quan ghép nữa.

Vậy, tế bào mầm bội năng có tiềm năng chữa bệnh mạnh như tế bào mầm đa năng hay không? Phải nói ngay rằng, cho đến nay, việc sử dụng tế bào mầm bội năng trong điều trị đã được nghiên cứu rộng rãi, có thể tóm gọn trong các lĩnh vực sau: điều trị các chứng ung thư như não, võng mạc mắt, buồng trứng, u đặc (solid), ung thư tinh hoàn, ung thư hệ tạo máu; các chứng bệnh tự miễn (autoimmume diseases) như đa xơ hóa, bệnh lu-pút ban đỏ hệ thống, thấp khớp; bệnh thiếu hụt miễn dịch, các bệnh tổn thương tim, bệnh ống thận bẩm sinh (hội chứng Fanconi) v.v... Và cũng có nhiều kết quả cũng như hứa hẹn, hoặc còn đang trong vòng thẩm tra.

Nghiên cứu và ứng dụng tế bào mầm bội năng trong điều trị bệnh đã đem lại hiệu quả thực tế. Hiệu quả tích cực và hiển nhiên nhất là trong việc dùng tế bào mầm của người trưởng thành để ghép cơ quan mà cũng có thể tránh được hiện tượng loại thải ghép. Thế nhưng phương pháp chữa trị này cũng gặp một vài hạn chế đáng kể. Trước hết là không phải mọi loại tế bào của cơ thể người trưởng thành đều có thể cho phép phân lập tế bào mầm bội năng. Thí dụ như người ta chưa phân lập được tế bào mầm của cơ tim và tế bào mầm tiểu đảo tụy tạng. Thứ hai, là các tế bào mầm từ người trưởng thành hiện diện với mức độ rất nhỏ nên khó mà phân lập chúng được dưới dạng tế bào mầm chuyên dụng tinh khiết được, và theo tuổi tác, số lượng này càng giảm xuống. Thí dụ, muốn phân lập được tế bào mầm nơ-ron thần kinh thì phải có mô não lấy từ các cuộc phẫu thuật não điều trị các trường hợp động kinh. Điều khác nữa là trong việc cố gắng phân lập tế bào mầm của chính bệnh nhân bị bệnh, nhiều khi gặp phải khó khăn vì đó là cơ thể của người bị bệnh, có những rối loạn chức năng tế bào rồi! Lại đi lấy tế bào đó thì cần có thời gian đủ để có một cơ phận mới để ghép lại cho bệnh nhân, có lẽ họ không đủ thời gian để chờ đợi. Rồi trên chính những bệnh nhân có các rối loại về di truyền của chính cơ quan đó, liệu ta có tránh được việc nuôi cấy lại một bộ phận bị bệnh tương tự? Và cũng đã có những bằng chứng cho thấy rằng khả năng cho phép phân lập được tế bào mầm từ cơ thể trưởng thành kém hơn ở những trẻ em. Thêm nữa, trên cơ thể trưởng thành, qua tiếp xúc với môi trường sống, cấu trúc về di truyền của một cơ phận nào đó đã có thể bị nhiễm độc rồi, và khi tái tạo lại có khả năng gây rối loạn trong chuỗi di truyền DNA.

Đó là lý do tại sao giới khoa học gia, các nhà nghiên cứu chuyên sâu về di truyền tế bào, di truyền phân tử thúc đẩy việc nghiên cứu tế bào mầm đa năng, chủ yếu là tế bào mầm phôi (ES) để tránh các nhược điểm của tế bào mầm bội năng. Và vì vậy đã động chạm đến các quan niệm y đức cũng như luật pháp trong xã hội.

(Còn tiếp)

Tin cùng chuyên mục

Tin mới

Tranh vẽ Nhật Bản thế kỷ XVII mô tả vũ điệu Bon Odori

Lễ hội Bon và vũ điệu Bon Odori của Nhật Bản

GNO - Lễ Vu lan tại Nhật Bản còn được gọi là Obon (お 盆) hay Bon là một ngày lễ truyền thống của Phật giáo Nhật Bản. Đã tồn tại ở Nhật Bản hơn 500 năm, lễ hội này đã trở thành nét đẹp tâm linh của người dân ở đất nước Mặt trời mọc.

Thông tin hàng ngày