Cấy ghép các bộ phận cơ thể con người là thành tựu lớn của y khoa thế giới. Một số ca cấy ghép các bộ phận cơ thể từng thu hút sự chú ý của dư luận và có ý nghĩa đánh dấu những bước phát triển đáng ngạc nhiên của nền y học. Tuy nhiên, việc cấy ghép thường không suôn sẻ do thiếu hụt nội tạng hiến tặng trên toàn cầu cũng như những nguy cơ đào thải nội tạng, mô hiến tặng.

Mới đây, nhóm nghiên cứu Trường Đại học California (UC), San Francisco đã tìm ra một loại tế bào gốc "phổ quát" mới có thể ngăn chặn hệ thống miễn dịch tấn công đào thải cơ quan nội tạng mới. Những nỗ lực này có thể giải quyết tình trạng khủng hoảng hiến tặng toàn cầu.

Nhóm nghiên cứu đã tập trung nghiên cứu vào các tế bào gốc toàn năng kỹ thuật di truyền (genetically engineering pluripotent stem cells) có khả năng “vượt qua” các phản ứng miễn dịch của cơ thể và do đó sẽ tránh bị đào thải. Cuối cùng họ đã chính thức tạo ra được các tế bào gốc từ các tế bào trưởng thành, có sự phát triển đầy đủ được thu thập từ cùng một người cần ghép. Họ gọi đây là "các tế bào gốc toàn năng cảm sinh" (iPSCs).

Với iPSC, các nhà khoa học hy vọng sẽ giảm thiểu tối đa tình trạng từ chối tiếp nhận các tế bào này của cơ thể bởi vì hệ thống miễn dịch của người nhận có xu hướng ‘đánh dấu” mô của người hiến tặng như là mầm bệnh tiềm ẩn và nó sẽ chống lại các mô hiến tặng này.

Các quy trình tạo ra iPSC rất khó thực hiện và khó đạt được thành công. Theo tiến sĩ Tobias Deuse, tác giả chính của bài nghiên cứu đăng  trên tạp chí Nature Biotech mới đây, cho biết: “Có nhiều vấn đề đối với công nghệ iPSC, tuy nhiên trở ngại lớn nhất là việc kiểm soát chất lượng và khả năng tái tạo của tế bào. Nhóm nghiên cứu không rõ điều gì sẽ khiến một số tế bào có thể lập trình lại được. Hầu hết các phương pháp tiếp cận trị liệu iPSC cá nhân đã bị phải hủy bỏ vì điều này”.

Cho đến bây giờ, đây là lần đầu tiên các nhà khoa học của Trường Đại học UC San Francisco tin rằng họ có thể đã tìm ra giải pháp vượt qua vấn đề này nhờ vào phương pháp tiếp cận khác biệt để tạo ra các tế bào gốc "phổ quát", mới và toàn năng. Điều này có nghĩa là chúng có thể biệt hóa thành bất kỳ tế bào chuyên biệt nào và chúng sẽ không kích hoạt phản ứng miễn dịch từ cơ thể người nhận.

Kỹ thuật tạo ra tế bào gốc hoàn hảo

Tiến sĩ Deuse giải thích: “Các nhà khoa học thông thường có thể phát huy tiềm năng điều trị của các tế bào gốc đa năng, có thể trưởng thành trong bất kỳ mô trưởng thành nào, nhưng hệ thống miễn dịch đã gây trở ngại lớn cho các liệu pháp tế bào gốc an toàn và hiệu quả”.

“Hơn nữa, mặc dù chúng tôi có thể điều trị để chống đào thải bằng các loại thuốc ức chế hoạt động miễn dịch và làm giảm khả năng thải ghép nhưng các thuốc ức chế miễn dịch này sẽ có thể khiến bệnh nhân dễ bị nhiễm trùng và mắc ung thư hơn”.

Để thử và khắc phục những thiếu sót này, nhóm UC San Francisco đã sử dụng một kỹ thuật chỉnh sửa gen mà họ gọi là CRISPR-Cas9 và họ đã sửa đổi hoạt động của ít nhất ba gen để ‘bảo vệ’ các tế bào gốc mới khỏi hệ thống miễn dịch và cho phép cơ thể dễ dàng chấp nhận chúng hơn.

Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm các tế bào gốc mới này trong các mô hình chuột để mô phỏng cơ thể của người nhận. Kết quả cho thấy hoàn toàn không xảy ra các phản ứng miễn dịch ở chuột.

Cụ thể hơn, nhóm nghiên cứu đã bắt đầu quy trình kỹ thuật tế bào gốc của họ bằng cách xóa hai gen kiểm soát hoạt động của một nhóm protein  (phức hợp tương hợp mô học chính (MHC) loại I và II ) đảm nhiệm chức năng gửi tín hiệu đến hệ thống miễn dịch và có thể kích hoạt xảy ra phản ứng miễn dịch.

Bước đầu tiên này được quan sát cho thấy các tế bào không chứa gen mã hóa protein MHC không thể phát ra tín hiệu "gắn nhãn" chúng là ‘tác nhân bên ngoài’ vào hệ thống miễn dịch. Các tế bào này cũng không nhận được “tín hiệu bỏ qua” mà trái lại, chúng trở thành mục tiêu tấn công của tế bào miễn dịch chuyên biệt có tên gọi là “tế bào giết người tự nhiên” (NK).

Khi các nhà nghiên cứu tìm cách ngăn chặn các tế bào NK tấn công các tế bào gốc, họ phát hiện ra có một protein bề mặt tế bào khác có tên là CD47 (thường giữ các tế bào miễn dịch khác ở lại) cũng có thể ức chế  tế bào NK.

Nhóm nghiên cứu đã theo dõi trong phòng thí nghiệm và xác nhận rằng CD47 đã đẩy lùi các tế bào NK.

Nhờ những kết quả này, nhóm nghiên cứu sau đó đã cấy ghép các tế bào gốc mới - với hai gen im lặng và một gen tăng cường - vào những con chuột được thiết kế đặc biệt có các yếu tố hệ thống miễn dịch của con người để mô phỏng phản ứng miễn dịch ở người.  Ca cấy ghép này thành công và cơ thể của chuột không từ chối các tế bào mới. Cuối cùng, nhóm nghiên cứu đã tiến thêm một bước, “dụ dỗ” các tế bào gốc toàn năng mới chuyển biến thành tế bào tim khác nhau. Một lần nữa, họ ghép các tế bào này vào chuột có hệ thống miễn dịch giống người. Sau đó các nhà nghiên cứu báo cáo rằng những thí nghiệm này cũng đã thành công, vì các tế bào tim mới tồn tại trong một thời gian dài, và chúng đã hình thành thành các mạch máu đơn giản và mô cơ tim. Tất cả những phát hiện này, nhóm nghiên cứu lập luận, đề nghị rằng các bác sĩ có thể sử dụng các tế bào gốc này để điều trị cho mọi người.

“Kỹ thuật của chúng tôi được xem là một bước tiến lớn cho lĩnh vực trị liệu tế bào gốc và kỹ thuật này có thể mang lại lợi ích cho nhiều người hơn với chi phí thấp hơn nhiều so với bất kỳ phương pháp cá nhân hóa nào”, tiến sĩ Tobias Deuse cho biết.

P.T.T (NASATI), theo https://www.medicalnewstoday.com/articles/324497.php,