Thần kỳ mang tên ‘tế bào gốc’

> 10 sự kiện khoa học công nghệ nổi bật năm 2012

Trong quá trình theo dõi diễn biến của liệu pháp, các bác sĩ thuộc Đại học Berlin rất bất ngờ trước sự “thần kỳ” của tế bào gốc : các tế bào máu mới được sinh ra trong cơ thể bệnh nhân, sau khi được cấy ghép tủy sống đã trở thành “sát thủ” đối với virus HIV làm chúng mất khả năng sinh sản và biến mất trong cơ thể. Đã ba năm rưỡi trôi qua, kể từ ngày xuất viện, ông Timothy Ray Brown sống khỏe mạnh và không… bệnh tật.

Hiện tượng “bệnh nhân Berlin” đã gây dư luận xôn xao trong giới y học và truyền thông. Nhiều người cho rằng, ông ta là siêu nhân, người có sức mạnh đánh quỵ hai căn bệnh thế kỷ. Tuy nhiên, theo giáo sư Michal Tendera thuộc Trung tâm Y học Katowice (Ba Lan), điều “thần kỳ” chính là tế bào gốc – đó là những tế bào nằm khắp nơi trong cơ thể con người, có khả năng biến đổi thành những tế bào bất kỳ cấu thành các mô của cơ thể, từ các mô tế bào gan đến các mô tế bào thần kinh.

Tế bào gốc được phát hiện trong những năm 60, nhưng cho đến cuối những năm 90 của thế kỷ trước các nhà khoa học mới tìm được biện pháp phân tách và cho sinh sản trong môi trường nhân tạo. Khi đó, nhiều nhà khoa học đã đặt hy vọng lớn vào sự “thần kỳ” của tế bào gốc, rằng nó có thể giúp sửa chữa, thay thế các bộ phận bị hư hại trong cơ thể mà không cần đến phương pháp cấy ghép truyền thống. Tuy nhiên, trong thực tế, để tạo ra được một bộ phận trong cơ thể có cùng hình dáng, kính thước và tính năng từ tế bào gốc là bài toán “nan giải”. Ngoài ra, để có được tế bào gốc, thì phải có phôi thai người vài ngày tuổi – việc “giết mạng này, cứu mạng kia” là việc phi nhân đạo, gây ra sự phản đối mạnh mẽ trong xã hội. Nhờ sự bền bỉ, tin vào thành công, các nhà khoa học đã tạo ra đột phá: có thể lấy trực tiếp tế bào gốc từ các mô của người trưởng thành, mà không cần người đó “phải chết” như trường hợp phôi thai. Năm 1998, các nhà khoa học lại đạt được bước đột phá mới : tách được tế bào gốc từ màng dây rốn và máu dây rốn của thai nhi.

Đến nay, các nhà khoa học đã xây dựng được những “nhà máy” chế tạo từ tế bào gốc nhiều bộ phận quan trọng của con người như bàng quang, da, xương, ống tiết niệu, giác mạc….dùng thay thế cho những bộ phận này bị hư hại, cứu sống nhiều bệnh nhân. Nhiều người vẫn còn nhớ trường hợp các nhà khoa học thuộc Viện Y học Phục hồi, Đại học Wake Forest đã chế tạo bàng quang từ tế bào gốc cho cậu bé Luke Marsell, khi sinh ra đã bị tổn thương cột sống, gây tê liệt các cơ của bàng quang, không kiểm soát được việc đi tiểu. Đến năm 10 tuổi cậu bé Luke Marsell - do bị nhiễm trùng kéo dài, thận ngừng hoạt động. Liệu pháp duy nhất cứu cậu bé là thay bàng quang mới. Các nhà khoa học đã lấy trực tiếp tế bào gốc của cậu bé để chế tạo bàng quang mới. Đến nay, cậu đang là sinh viên năm thứ II đại học, hoàn toàn khỏe mạnh, có trong người bàng quang chế tạo từ tế bào gốc. Nhờ công nghệ tiên tiến này, năm 2009 cô Claudia Castillo, người Columbia được cứu sống nhờ có khí quản mới từ tế bào gốc để thay thế khí quản của cô bị hủy hoại do bệnh lao phổi gây ra. Khí quản tạo ra nhờ tế bào gốc được cấy ghép không bị đào thải như trường hợp cấy ghép theo công nghệ truyền thống.

Những “thần kỳ” của công nghệ tế bào gốc gần đây cổ vũ nhiều nhà khoa học và doanh nghiệp đầu tư nhiều hơn tiền của và thời gian. Tuy nhiên, trong cơ thể con người có rất nhiều bộ phận có cấu trúc phức tạp hơn nhiều so với bàng quang hay khí quản. Chúng có cấu trúc nhiều tầng nấc các tế bào đặc chủng khác nhau với những mạng mạch máu và limpho và mạng lưới dây thần kinh phức tạp “do vậy chúng ta chưa thể tạo ra tất cả các bộ phận của con người” – giáo sư Mariusz Rajtaczak, chuyên gia về tế bào gốc thuộc Đại học Louisville cho biết.

Năm 2004 nhóm các nhà khoa học dưới sự chỉ đạo của tiến sĩ Tracy Grikscheit thuộc bệnh viện ở Los Angeles – lần đầu tiên trên thế giới tiến hành tạo ra các mô ruột non - là bộ phận phức tạp, gồm nhiều tuyến với hàng triệu đầu mút thực hiện chức năng tiêu hóa thức ăn và hấp thụ chất dinh dưỡng. Nhóm nghiên cứu bắt đầu bằng việc tạo đoạn ruột non trong cơ thể lợn. Sau 7 tuần, điều thần kỳ đã đến, đoạn ruột non do nhóm các nhà khoa học tạo ra có cấu trúc giống hệt ruột non của lợn với đầy đủ các mạnh máu và dây thần kinh. Công đoạn còn lại của nhóm là cấy ghép vào cơ thể con lợn khác và theo dõi việc thực hiện các chức năng của ruột non của đoạn “phụ tùng thay thế” này. “Việc tạo ra đoạn ruột non đánh dấu đột phá mới trong nghiên cứu tế bào gốc phục vụ chữa bệnh, mở ra tương lai nhiều hứa hẹn chế tạo nhiều bộ phận phức tạp của cơ thể từ tế bào gốc” – giáo sư Maciej Kurpisz, thuộc Viện Di truyền học Ba Lan khẳng định. Một số nhà khoa học Ba Lan thuộc Trung tâm Bệnh Tim - Mạch tại Katowice gần đây đã thành công trong việc chế tạo các cơ tim từ tế gốc lấy trực tiếp từ tủy sống của bệnh nhân. Trong thí nghiệm đối chứng 60 bệnh nhân bị bệnh tim cho thấy, những bệnh nhận được ghép cơ tim chế tạo từ tế bào gốc không còn bị đau trong lồng ngực và khó thở khi làm việc cần sức lực. Các cơ tim này – sau khi được cấy ghép đã kích thích quá trình phục hồi cơ tim và góp phần tạo ra nhiều mạch máu mới. “Việc sửa chữa lá gan bị tổn thương bằng những “miếng vá” gan chế từ tế bào gốc không còn là điều không tưởng” - giáo sư Maciej Kurpisz cho biết. Gần đây, mhóm các nhà khoa học thuộc Newcastle University đã chế tạo những mảnh gan từ máu cuống rốn có cấu trúc và chức năng như miếng gan của cơ thể con người.

Nhóm các nhà khoa học thuộc Newcastle University còn đi xa hơn nữa, khi ứng dụng tế bào gốc vào việc điều trị bệnh vô sinh cho nam giới. Nhóm này đã thành công trong việc tạo ra tinh trùng từ tế bào gốc phôi thai. Tuy nhiên, tinh trùng được tạo ra từ tế bào gốc chưa hoàn toàn giống như tinh trùng sản sinh trong tinh hoàn, nhưng chúng vẫn có khả năng gây thụ thai và có chứa 50% gien người cho tế bào gốc, cũng hoạt động như tinh trùng bình thường và chứa những en-zym cần thiết để chui sâu vào trứng. Hiện nay, nhóm này đang bắt tay vào chế tạo tinh trùng từ tế bào gốc lấy từ da của người đàn ông vô sinh. Nếu thành công, đây thực sự sẽ là điều thần kỳ trong điều trị vô sinh ở nam giới. “Trong vài năm tới, sẽ còn chứng kiến nhiều điều thần kỳ của tế bào gốc, người ta sẽ chế tạo được những “phụ tùng thay thế” cho các bộ phận cơ thể từ nguồn nguyên liệu khai thác trực tiếp từ da, thịt...”– ông Karim Nayer, giáo sư gien học thuộc Newcastle University giải thích.

                                                                               Theo Phạm Quang Thiều
                                                                                                    Tri Thức Trẻ