Vào tháng 11 năm 2007, liên tiếp ba công trình mang tính đột phá được công bố đã thu hút sự chú ý của giới khoa học cũng như công chúng, đồng thời là đề tài mới cho các cuộc tranh cãi khoa học cũng như đạo đức về nghiên cứu tế bào gốc.
Trong công trình đầu tiên, nhóm Mitalipov đã thành công trong việc thu tế bào gốc phôi linh trưởng (khỉ) bằng phương pháp chuyển nhân. Cụ thể các nhà khoa học đã lấy nhân của các tế bào da của một con khỉ rhesus 9 tuổi để tiêm vào các trứng đã bị hút hết nhân. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng hết 304 trứng và chỉ có 2 trứng phát triển thành dòng tế bào. Mặc dù vậy công trình này vẫn được cho là thành công, phần lớn là do một kỹ thuật hình ảnh sử dụng trong nghiên cứu có tên gọi là Oosight, cho phép hút nhân ra khỏi trứng mà không cần sử dụng đến thuốc nhuộm DNA hay đèn cực tím, những kỹ thuật có thể có tác dụng xấu đến khả năng phát triển và tái lập trình gene của trứng.
<o></o>
Trong hai nghiên cứu còn lại, hai nhóm độc lập đã thành công trong việc tái lập trình gene cho nguyên bào sợi người để đưa chúng về dạng đa tiềm năng, hay còn gọi là iPS, giống như tế bào gốc phôi. Cụ thể, nhóm của Yamanaka đã tạo được 10 dòng tế bào iPS từ khoảng 50,000 nguyên bào sợi từ da mặt bằng cách dùng vector retrovirus để chuyển và biểu hiện bốn gene được chứng minh là có khả năng tái lập trình gene ở tế bào chuột. Các tế bào da được mua để sử dụng có nguồn gốc từ một phụ nữ châu Âu 36 tuổi và kết quả thí nghiệm đã được xác nhận ở tế bào lấy từ dịch khớp của một người đàn ông 69 tuổi. Kết quả của công trình nhanh chóng được công bố ở tạp chí Cell (nhận tháng 10 và đăng tháng 11).
Trong một công trình độc lập được công bố vào cùng thời gian trên tạp chí Science Express, nhóm Thomson đã công bố thành công trong việc tái lập trình gene cho tế bào người có nguồn gốc từ bao da quy đầu của một em bé mới sinh. Điều thú vị là mặc dù đã sử dụng một nhóm gene khác nhưng hiệu quả của thí nghiệm của hai công trình này là tương đương. Nhóm Thomson đã sử dụng lentivirus vector để biểu hiện bốn nhân tố phiên mã OCT4, SOX2, NANOG và LIN28 trong khi Yamanaka sử dụng retrovirus vector để biểu hiện OCT3/4, SOX2, KLF4 và cMYC. Điều ngạc nhiên hơn là nhóm nghiên cứu của Yamanaka đã không thể tái lập trình tế bào khi sử dụng NANOG, trong khi nhóm của Thomson đã không thể thành công với bộ bốn gene sử dụng ở nhóm của Yamanaka.
NANOG, OCT4 và SOX2 đóng vai trò rất quan trọng trong việc duy trì tính đa tiềm năng của tế bào gốc phôi. Tuy nhiên vai trò của c-MYC, KLF4 và LIN28 trong việc tái lập trình hệ gene cho tới nay vẫn chưa rõ ràng. KLF4 được biết là điều hòa phiên mã thông qua sự điều biến acetyl hóa histone và vì vậy có khản năng biến đổi cấu trúc của NST để các nhân tố phiên mã đa tiềm năng có thể gắn vào chuỗi DNA đích. c-MYC là một proto-oncogene và vì vậy có khả năng truyền cho tế bào ưu thế tăng sinh chọn lọc, mặc dù nó có liên quan đến sự tạo khối u ở chuột. Còn đối với LIN28, mặc dù gene này ảnh hưởng đến tần số tái lập trình hệ gene, nó không tỏ ra cần thiết tuyệt đối cho quá trình tái lập trình ban đầu hay sự hình thành dòng của các tế bào đã được tái lập trình.
Vậy sự độc đáo của ba công trình này là gì? Câu trả lời là các nhóm nghiên cứu đã sử dụng các phương pháp tiếp cận khác nhau để quay ngược đồng hồ sinh học của tế bào người để thu được các tế bào gốc phôi. Kết quả của nhóm Mitalipov nói lên rằng với việc sử dụng các nguồn trứng thích hợp và khỏe mạnh chúng ta hoàn toàn có thể tạo ra tế bào gốc đặc hiệu cho người bệnh để sử dụng trong trị liệu. Tuy vậy hiệu suất của phương pháp này và sự hạn chế về nguồn trứng người đã làm chậm sự phát triển của kỹ thuật này. Ngược lại công trình của Yamanaka và Thomson chỉ ra rằng có thể tạo tế bào gốc đa năng từ tế bào soma ở cơ thể trưởng thành. Tuy nhiên việc các tế bào iPS có khả năng thay thế các tế bào gốc hay không đến nay vẫn còn chưa ngã ngũ. Về quan điểm khoa học chắc chắn nó không thể. Các nghiên cứu về tế bào gốc phôi trong mấy thập kỷ qua đã làm sáng tỏ vai trò của một loạt các gene quy định tính đa tiềm năng cũng như quá trình biệt hóa theo dòng, giúp chúng ta hiểu rõ hơn về quá trình phát triển của con người. Những thông tin này đóng vai trò rất quan trọng trong quá trình tạo ra các tế bào iPS. Việc so sánh giữa iPS với các tế bào gốc phôi thực sự là rất cần thiết để có thể thấy được hết tiềm năng thực sự của iPS. Hơn nữa nhiều nghiên cứu cho thấy iPS và tế bào gốc phôi có sự khác biệt ở mức transcriptome và epigenetics. Việc những sai khác này có khả năng ảnh hưởng đến tế bào iPS như thế nào rõ ràng cần được làm sáng tỏ trước khi có thể đưa iPS vào ứng dụng lâm sàng. Hơn hết, các tế bào iPS vẫn phải vượt qua những rào cản liên quan đến việc sử dụng tế bào gốc phôi trong lâm sàng như khả năng dễ hình thành khối u và nguy cơ từ virus. Vì vậy rõ ràng là hơi sớm để giả định rằng iPS sẽ thay thế tế bào gốc phôi vì chúng đã tránh được các rào cản về đạo đức. Sự ra đời của iPS cũng sẽ không đe dọa đến nỗ lực duy trì phôi bỏ (phôi không sử dụng trong thụ tinh nhân tạo) cho mục đích nghiên cứu. Mặc dù cần thêm nhiều nghiên cứu nữa mới có thể khẳng định chắc chắn, có khả năng iPS sẽ không thay thế mà chỉ bổ trợ cho việc nghiên cứu tế bào gốc phôi.
Những thành tựu của ba công trình trên đại diện cho một bước tiến lớn trong lĩnh vực nghiên cứu tế bào gốc và sẽ hỗ trợ cho nỗ lực tạo ra tế bào gốc đặc hiệu cho người bệnh. Các nghiên cứu trong tương lai có lẽ sẽ tập trung làm sáng to cơ chế phân tử cần cho quá trình tái lập trình hệ gene và xác định các phân tử nhỏ (ví dụ siRNA) có khả năng kích thích quá trình này ở tế bào soma. Mặc dù vậy tổ tiên thực của hơn 200 loại tế bào trong cơ thể chúng ta vẫn là phôi người và tế bào gốc phôi.
[FONT="]
Nguồn: Stem cell editorial
[/FONT]
Trong công trình đầu tiên, nhóm Mitalipov đã thành công trong việc thu tế bào gốc phôi linh trưởng (khỉ) bằng phương pháp chuyển nhân. Cụ thể các nhà khoa học đã lấy nhân của các tế bào da của một con khỉ rhesus 9 tuổi để tiêm vào các trứng đã bị hút hết nhân. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng hết 304 trứng và chỉ có 2 trứng phát triển thành dòng tế bào. Mặc dù vậy công trình này vẫn được cho là thành công, phần lớn là do một kỹ thuật hình ảnh sử dụng trong nghiên cứu có tên gọi là Oosight, cho phép hút nhân ra khỏi trứng mà không cần sử dụng đến thuốc nhuộm DNA hay đèn cực tím, những kỹ thuật có thể có tác dụng xấu đến khả năng phát triển và tái lập trình gene của trứng.
<o></o>
Trong hai nghiên cứu còn lại, hai nhóm độc lập đã thành công trong việc tái lập trình gene cho nguyên bào sợi người để đưa chúng về dạng đa tiềm năng, hay còn gọi là iPS, giống như tế bào gốc phôi. Cụ thể, nhóm của Yamanaka đã tạo được 10 dòng tế bào iPS từ khoảng 50,000 nguyên bào sợi từ da mặt bằng cách dùng vector retrovirus để chuyển và biểu hiện bốn gene được chứng minh là có khả năng tái lập trình gene ở tế bào chuột. Các tế bào da được mua để sử dụng có nguồn gốc từ một phụ nữ châu Âu 36 tuổi và kết quả thí nghiệm đã được xác nhận ở tế bào lấy từ dịch khớp của một người đàn ông 69 tuổi. Kết quả của công trình nhanh chóng được công bố ở tạp chí Cell (nhận tháng 10 và đăng tháng 11).
Trong một công trình độc lập được công bố vào cùng thời gian trên tạp chí Science Express, nhóm Thomson đã công bố thành công trong việc tái lập trình gene cho tế bào người có nguồn gốc từ bao da quy đầu của một em bé mới sinh. Điều thú vị là mặc dù đã sử dụng một nhóm gene khác nhưng hiệu quả của thí nghiệm của hai công trình này là tương đương. Nhóm Thomson đã sử dụng lentivirus vector để biểu hiện bốn nhân tố phiên mã OCT4, SOX2, NANOG và LIN28 trong khi Yamanaka sử dụng retrovirus vector để biểu hiện OCT3/4, SOX2, KLF4 và cMYC. Điều ngạc nhiên hơn là nhóm nghiên cứu của Yamanaka đã không thể tái lập trình tế bào khi sử dụng NANOG, trong khi nhóm của Thomson đã không thể thành công với bộ bốn gene sử dụng ở nhóm của Yamanaka.
NANOG, OCT4 và SOX2 đóng vai trò rất quan trọng trong việc duy trì tính đa tiềm năng của tế bào gốc phôi. Tuy nhiên vai trò của c-MYC, KLF4 và LIN28 trong việc tái lập trình hệ gene cho tới nay vẫn chưa rõ ràng. KLF4 được biết là điều hòa phiên mã thông qua sự điều biến acetyl hóa histone và vì vậy có khản năng biến đổi cấu trúc của NST để các nhân tố phiên mã đa tiềm năng có thể gắn vào chuỗi DNA đích. c-MYC là một proto-oncogene và vì vậy có khả năng truyền cho tế bào ưu thế tăng sinh chọn lọc, mặc dù nó có liên quan đến sự tạo khối u ở chuột. Còn đối với LIN28, mặc dù gene này ảnh hưởng đến tần số tái lập trình hệ gene, nó không tỏ ra cần thiết tuyệt đối cho quá trình tái lập trình ban đầu hay sự hình thành dòng của các tế bào đã được tái lập trình.
Vậy sự độc đáo của ba công trình này là gì? Câu trả lời là các nhóm nghiên cứu đã sử dụng các phương pháp tiếp cận khác nhau để quay ngược đồng hồ sinh học của tế bào người để thu được các tế bào gốc phôi. Kết quả của nhóm Mitalipov nói lên rằng với việc sử dụng các nguồn trứng thích hợp và khỏe mạnh chúng ta hoàn toàn có thể tạo ra tế bào gốc đặc hiệu cho người bệnh để sử dụng trong trị liệu. Tuy vậy hiệu suất của phương pháp này và sự hạn chế về nguồn trứng người đã làm chậm sự phát triển của kỹ thuật này. Ngược lại công trình của Yamanaka và Thomson chỉ ra rằng có thể tạo tế bào gốc đa năng từ tế bào soma ở cơ thể trưởng thành. Tuy nhiên việc các tế bào iPS có khả năng thay thế các tế bào gốc hay không đến nay vẫn còn chưa ngã ngũ. Về quan điểm khoa học chắc chắn nó không thể. Các nghiên cứu về tế bào gốc phôi trong mấy thập kỷ qua đã làm sáng tỏ vai trò của một loạt các gene quy định tính đa tiềm năng cũng như quá trình biệt hóa theo dòng, giúp chúng ta hiểu rõ hơn về quá trình phát triển của con người. Những thông tin này đóng vai trò rất quan trọng trong quá trình tạo ra các tế bào iPS. Việc so sánh giữa iPS với các tế bào gốc phôi thực sự là rất cần thiết để có thể thấy được hết tiềm năng thực sự của iPS. Hơn nữa nhiều nghiên cứu cho thấy iPS và tế bào gốc phôi có sự khác biệt ở mức transcriptome và epigenetics. Việc những sai khác này có khả năng ảnh hưởng đến tế bào iPS như thế nào rõ ràng cần được làm sáng tỏ trước khi có thể đưa iPS vào ứng dụng lâm sàng. Hơn hết, các tế bào iPS vẫn phải vượt qua những rào cản liên quan đến việc sử dụng tế bào gốc phôi trong lâm sàng như khả năng dễ hình thành khối u và nguy cơ từ virus. Vì vậy rõ ràng là hơi sớm để giả định rằng iPS sẽ thay thế tế bào gốc phôi vì chúng đã tránh được các rào cản về đạo đức. Sự ra đời của iPS cũng sẽ không đe dọa đến nỗ lực duy trì phôi bỏ (phôi không sử dụng trong thụ tinh nhân tạo) cho mục đích nghiên cứu. Mặc dù cần thêm nhiều nghiên cứu nữa mới có thể khẳng định chắc chắn, có khả năng iPS sẽ không thay thế mà chỉ bổ trợ cho việc nghiên cứu tế bào gốc phôi.
Những thành tựu của ba công trình trên đại diện cho một bước tiến lớn trong lĩnh vực nghiên cứu tế bào gốc và sẽ hỗ trợ cho nỗ lực tạo ra tế bào gốc đặc hiệu cho người bệnh. Các nghiên cứu trong tương lai có lẽ sẽ tập trung làm sáng to cơ chế phân tử cần cho quá trình tái lập trình hệ gene và xác định các phân tử nhỏ (ví dụ siRNA) có khả năng kích thích quá trình này ở tế bào soma. Mặc dù vậy tổ tiên thực của hơn 200 loại tế bào trong cơ thể chúng ta vẫn là phôi người và tế bào gốc phôi.
[FONT="]
Nguồn: Stem cell editorial
[/FONT]
