Chỉnh sửa gene với CRISPR: Hứa hẹn và nguy cơ

Được sự đồng ý của Tiến sỹ Trần Bá Thoại (Ủy viên Ban chấp hành Hội Nội tiết - Đái tháo đường Việt Nam, chuyên gia về lĩnh vực Sinh hóa, Nhi, Tim mạch - Nội tiết - Rối loạn chuyển hóa), benhvien199.vn giới thiệu đến Bạn đọc các kiến thức cập nhật, thiết thực cho Nhân viên y tế nói riêng và cộng đồng nói chung về lĩnh vực Bệnh Nội tiết - Rối loạn chuyển hóa (Đại dịch của Thế kỷ 21).

Ngày 26/11, cả thế giới “sốc” trước thông tin nhà khoa học Trung Quốc, Hạ Kiến Khuê đã sử dụng kỹ thuật CRISPR thành công, tạo ra được cặp bé gái sinh đôi chỉnh sửa gene đầu tiên trên thế giới. Chỉnh sửa gene bằng CRISPR/Cas9 là gì ? Hứa hẹn và nguy cơ của nó?

Kỹ thuật chỉnh sửa gene CRISPR/Cas9

CRISPR-Cas9, là phiên bản của Cụm gene di truyền sao chép di lại (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, CRISPR) phối hợp với enzyme cắt axit nhân, protein Cas9 nuclease, áp dụng để chỉnh sửa genee.

Lịch sử phát hiện CRISPR-Cas9 khá dài: Năm 1987, một nhóm khoa học gia ĐH Osaka, Nhật Bản nghiên cứu di truyền vi khuẩn, thông báo tìm thấy các chuỗi DNA lặp lại; Năm 1993, nhóm nghiên cứu Juan Francisco Martínez Mojica, ĐH Alicante, Tây Ban Nha, phát hiện các chuỗi như lặp đi lặp lại và xuôi ngược (repeative and palindromic) và họ gọi là CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats).

Theo phân tích trình tự genee, CRISPR có tương đồng với trình tự của vi khuẩn và plasmid, và nằm cạnh genee cas, genee mã hóa cho enzyme nuclease xúc tác việc cắt DNA ngoại sinh. Do đó, họ cho rằng các chuỗi CRISPR có thể là một phần của một hệ thống phòng thủ chống lại sự xâm nhập của các tác nhân virus và các plasmid, gọi là phức hợp CRISPR-Cas.

Năm 2012, các nhóm nghiên cứu Jennifer Doudna, ĐH California, và Berkeley, Emmanuelle Charpentier ĐH Umea, đề xuất dùng CRISPR-Cas làm công cụ chỉnh sửa gene " có thể lập trình". Năm 2015, tạp chí Science bầu chọn CRISPR-Cas9 là công nghệ khoa học quan trọng nhất, khởi đầu kỷ nguyên công nghệ sinh học mới, giúp chỉnh sửa thông tin di truyền của mọi tế bào một cách nhanh chóng và chính xác.

Các nhà khoa học đã ví CRISPR/Cas9 là “chiếc kéo phân tử”, có khả năng cắt dán chính xác các đoạn genee, nhờ đó chỉnh sửa, loại bỏ các genee đột biến, genee gây bệnh.

CRISPER-Case9 chữa được những căn bệnh nào?

Theo cơ sở sinh y học, công nghệ chỉnh sửa genee CRISPR-Cas9 là phương pháp tốt nhất, đặc hiệu nhất để điều trị đúng gốc (root cause) cho các bệnh có nguồn gốc rối loạn gene, di truyền, chẳng hạn như một số bệnh ung thư.

Hiện nay, chỉnh gene với CRISPR-Case9 đã được áp dụng để: (1) Sửa chữa đột biến gene MYBPC3, để ngăn ngừa sự phát triển của bệnh cơ tim phì đại (Hypertrophic cardiomyopathy, HCM); (2) Tìm và loại bỏ các mảnh gien của HIV và “tống khứ” chúng ra khỏi các tế bào của chuột; (3) Tiêm tế bào lympho biến đổi gene để chữa ung thư phổi; (4) Thêm gene thụ thể CAR19 (Chimeric Antigene Receptor) ở các tế bào lympho T, giúp chúng có khả năng tìm kiếm và tiêu diệt tế bào ung thư bạch cầu cấp có protein CD19 trên bề mặt.

Cặp sinh đôi được “chỉnh sửa gene” ra sao ?

Theo thông tin của nhà khoa học Hạ Kiến Khuê, cặp sinh đôi Lộ Lộ và Na Na ra đời bằng biện pháp thụ tinh nhân tạo trong ống nghiệm (IVF). Sau khi tinh trùng đã thụ tinh vào noãn, trứng đã được chỉnh sửa gene trước khi cấy vào tử cung người mẹ.

Mục đích của việc chỉnh sửa gene này là “cấy” thêm protein CRISPR/Cas9 để "phẫu thuật" cắt bỏ gene CCR5 (C-C motif chemokine receptor 5), vốn được virut HIV sử dụng như một thụ thể để xâm nhập vào tế bào. Cũng theo ông Khuê, việc loại trừ thụ thể CCR5 này sẽ giúp cơ thể cặp song sinh này miễn nhiễm với HIV/AIDS.

Năm 2016, để có người tự nguyện tham gia, Hạ Kiến Khuê đã lừa dối những cặp đôi đang cố gắng có con nhưng người nam dương tính với HIV tại Bắc Kinh rằng đây chỉ là một chương trình “phát triển vaccine HIV/AIDS”.

Phòng thí nghiệm của ông Khuê cũng bỏ qua nhiều quy chuẩn đạo đức khoa học như Không thông báo cho nhân viên trực tiếp tham gia nghiên cứu về công việc có liên quan tới biến đổi gen. Lừa các nhân viên rằng, thí nghiệm nhằm giúp đỡ những ca thụ tinh trong ống nghiệm thông thường, và lập bản đồ, chứ không phải là chỉnh sửa gene của phôi thai.

Đôi điều bàn luận

Đến nay, công nghệ chỉnh sửa gene CRISPR-Cas9 được xem là bước tiến bộ lớn của sinh học phân tử, mở ra một hướng tốt để điều trị các bệnh có nguồn gốc di truyền, rối loạn gene trên nhiễm sắc thể, như một số bệnh ung thư.

Năm ngoái, 2017, Cơ quan Quản lý Thực và Dược phẩm FDA đã phê chuẩn các liệu pháp miễn dịch tế bào đầu tiên để điều trị các bệnh ung thư. Đây là những liệu pháp thu thập các tế bào lympho T, gắn thêm gene thụ thể CAR19 để tăng cường khả năng tấn công các tế bào ung thư máu, như bệnh bạch cầu cấp và ung thư hạch không Hodgkin.

Hiện tại, các nhà khoa học tại Khoa Y, ĐH Washington, sử dụng công nghệ chỉnh sửa gene CRISPR để chế tạo các tế bào T của con người chỉ tấn công các tế bào T ung thư và không ảnh hưởng đến các tế bào lành.

Nhưng với sự ra đời của cặp song sinh chỉnh sửa gene Lộ Lộ và Na Na, đã làm giấy lên nhiều ý kiến, lo ngại về đạo đức và pháp lý. Thật ra, vào 12/2015, trong "Hội nghị thượng đỉnh quốc tế về chỉnh sửa gene người", các nhà khoa học từ các học viện khoa học, kỹ thuật và y học của Hoa Kỳ, Anh và Trung Quốc, cũng đã thảo luận, đề xuất những biện pháp quản lý, luật pháp, đạo đức, an toàn, giới hạn.v.v…trong thực hiện kỹ thuật CRISPR-Cas9 trên con người.

Kết luận quan trọng nhất của hội nghị là cần thiết lập các tiêu chuẩn pháp lý, đạo đức và tiếp theo cho nghiên cứu cơ bản và tiền lâm sàng về biểu hiện gene của con người, và ứng dụng kỹ thuật chỉnh sửa gene trong lâm sàng; một số hạn chế, trong các tế bào mầm hoặc phôi, ít nhất là cho đến khi có đủ thông tin về sự an toàn và hiệu quả của kỹ thuật.

Gần đây, Viện Y tế và Nghiên cứu y học quốc gia Pháp (Institut national de la santé et de la recherche médicale INSERM) đã đề nghị cấm tất cả các chỉnh sửa di truyền của dòng tế bào mầm.

INSERM cũng đề xuất thành lập một ủy ban châu Âu gồm các chuyên gia từ các ngành khác nhau để đánh giá phạm vi, hiệu quả và sự an toàn của CRISPR-Cas9 và các bộ phận liên quan nhằm thúc đẩy một cuộc tranh luận mở về các khía cạnh xã hội công nghệ.

Nhiều chuyên gia trên thế giới lo ngại kỹ thuật CRISPR-Cas9 này có thể bị khai thác cho những mục đích phi điều trị, chẳng hạn như tạo ra "những em bé theo thiết kế"; họ cũng ngại rằng, khi sử dụng CRISPR-Cas9 để sửa chữa đột biến gene gây bệnh trong phôi người, có thể vô tình tạo ra những đột biến gây hại khác.

Trung Quốc nghiêm cấm nhân bản vô tính người, năm 2003, Bộ Y tế cũng chỉ ban hành bản hướng dẫn các phòng khám thụ tinh trong ống nghiệm, và cấm “những thí nghiệm lâm sàng vi phạm nguyên tắc đạo đức”.

Dù khoa học gia Hạ Kiến Khuê cho rằng việc chỉnh sửa gen của phôi thai để cho ra đời em bé còn sống là hợp pháp, vì Trung Quốc không có luật cụ thể, nhưng ngày 27/11, một ngày sau khi công bố cặp song sinh chỉnh sửa gene, Ủy ban Sức khỏe Quốc gia Trung Quốc đã ra lệnh điều tra về thí nghiệm của ông Hạ Kiến Khuê và phòng thí nghiệm tại Thâm Quyến, Quảng Đông của ông này.

TS.BS Trần Bá Thoại

Uỷ viên BCH Hội Nội tiết Việt Nam

 

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Chinese researcher claims first gene-edited babies

https://www.apnews.com/4997bb7aa36c45449b488e19ac83e86d

[2] He Jiankui defends ‘world’s first gene-edited babies’

https://www.bbc.com/news/world-asia-china-46368731

[3] CRISPR scientist says another woman is pregnant with an edited embryo

https://www.newscientist.com/article/2186732-crispr-scientist-says-another-woman-is-pregnant-with-an-edited-embryo/

[4] CRISPR-baby scientist fails to satisfy critics

https://www.nature.com/articles/d41586-018-07573-w

[5] Gene editing saves girl dying from leukaemia in world first

https://www.newscientist.com/article/dn28454-genee-editing-saves-life-of-girl-dying-from-leukaemia-in-world-first/

[6] Gene editing using CRISPR-Cas9 for treatment of lung cancer

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5335857/

[7] CRISPR enhances cancer immunotherapy

https://www.sciencedaily.com/releases/2018/03/180306115721.htm

[8] CRISPR, CAR-T, and Cancer

http://www.isscr.org/professional-resources/news-publicationsss/isscr-news-articles/blog-detail/stem-cells-in-focus/2017/10/27/crispr-car-t-and-cancer

[9] CRISPR Gene-Editing Helping Turn Immune Cells against Tumors

https://www.cancer.gov/news-events/cancer-currents-blog/2017/crispr-immunotherapy

[10] Scientists Continue to Fine-Tune Genee Therapies

https://www.usnews.com/news/healthcare-of-tomorrow/articles/2018-09-06/scientists-continue-to-fine-tune-genee-therapies

[11] CRISPR Method of Gene Editing Creates Massive Genetic Reshuffling

https://www.cancertherapyadvisor.com/geneeral-oncology/crispr-method-genee-editing-creates-massive-geneetic-reshuffling/article/781379/