Như “đến hẹn lại lên”, giải Nobel y sinh học năm nay được trao cho 2 nhà khoa học, Shinya Yamanaka (Nhật) và John B. Gurdon (Anh), vì những khám phá liên quan đến tế bào gốc. Trao giải thưởng Nobel cho những công trình liên quan đến tế bào gốc cũng là một cách định hướng dự luận công chúng về tiềm năng của tế bào gốc trong việc chinh phục bệnh tật. Riêng tôi thì thấy giải thưởng năm nay có ý nghĩa về đạo đức khoa học nên có hứng ghi ra vài cảm nhận. (Bài này đã đăng trên Tuổi Trẻ cuối tuần, sau đó là Diễn Đàn, và sau cùng là ... trang nhà). 

Thế là những tiên đoán của giới khoa học và báo chí Thuỵ Điển đúng. Khoảng một năm trước khi trao giải Nobel, nhiều người trong y khoa tiên đoán rằng giải thưởng cao quí năm nay sẽ liên quan đến những công trình về tế báo gốc. Năm ngày trước, báo chí Thuỵ Điển còn tiên đoán rằng Shinya Yamanaka và John Gurdon sẽ được trao giải như là một cách ghi nhận những đóng góp quan trọng của họ giúp chúng ta hiểu biết hơn về qui trình chuyển hoá từ tế bào gốc thành các mô.

Shinya Yamanaka (trái) và John Gurdon (phải)

Hai nhà khoa học này có một quá trình nghiên cứu lâu dài về lĩnh vực tế bào gốc. Năm 1958, Giáo sư John Gurdon (79 tuổi), lúc đó mới là nghiên cứu sinh, từng tạo ra một con ếch từ nhân của tế bào soma của một con nòng nọc. Giáo sư Yamanaka (mới 50 tuổi) là một ngôi sao sáng trong lĩnh vực nghiên cứu tế bào gốc từ những năm còn là nghiên cứu sinh hậu tiến sĩ ở Mĩ. Chưa đầy 10 năm trước đây, Yamanaka đã thành công tạo ra những tế bào đa năng, giải quyết một khó khăn mang tính đạo đức trong nghiên cứu tế bào gốc, và mở ra một “kỉ nguyên mới” về triển vọng ứng dụng tế bào gốc trong điều trị bệnh. Công trình của ông được mô tả là “thiên tài”.

Mỗi một giải Nobel y sinh học là một định hướng. Mấy năm qua, giới khoa học từng tiên đoán rằng một ngày không xa giải thưởng cao quí này sẽ được trao cho những người với công trình nghiên cứu về tế bào gốc hoặc epigenetics (một bộ môn khoa học nghiên cứu về tương tác giữa gene và môi trường ở cấp độ phân tử và tế bào). Năm nay, giải thưởng Nobel về tay hai nhà khoa học trong lĩnh vực tế bào gốc cũng nằm trong dự đoán, và mang một ý nghĩa lớn đến y học hiện đại. Ý nghĩa lớn là vì công trình của hai nhà khoa học này, đặc biệt là của Giáo sư Yamanaka, mở ra một định hướng mới cho tiềm năng ứng dụng tế bào gốc trong điều trị các bệnh phức tạp.

Tế bào gốc và y học hiện đại

Để hiểu ý nghĩa của định hướng vừa đề cập, có lẽ chúng ta cần biết qua một “bức tranh” lớn về điều trị bệnh tật phức tạp (chẳng hạn như ung thư, tiểu đường type I, Alzheimer). Trong giai đoạn đầu của nền y học hiện đại, kể cả cho đến những thập niên đầu thế kỉ 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. Các liệu pháp điều trị đó 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 khoẻ.

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 sao cho có thể ứng dụng cho từng cá nhân bệnh nhân (personalized medicine). Theo mô hình này, mỗi cá nhân là một cá thể độc đáo, hiểu theo nghĩa cấu trúc gene của cá nhân đó không giống bất cứ ai trên hành tinh này. Cơ thể chúng ta có khoảng 25.000 gene kiểm soát toàn bộ quá trình phát triển và suy thoái của các cơ phận trong người. Dưới góc độ di truyền của tế bào, gene 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. 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 gene.

Các tế bào cũng biến chuyển theo quá trình trưởng thành và lão hóa. Một số bệnh như Parkinson, bệnh mất trí nhớ (Alzheimer), tiểu đường, v.v. thường xảy ra ở những người cao 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 gốc, mà tiếng Anh thường đề cập đến là stem cells. Cụm từ “tế bào gốc” thật ra đề cập đến nhiều loại tế bào khác nhau (xem box), nhưng chủ yếu nằm trong 3 nhóm là tế bào toàn năng (totipotent cells), tế bào đa năng (pluripotent cells) và tế bào bội năng (multipotent). Trong khi tế bào đa năng có thể chiết xuất từ túi phôi, bào thai, thì tế bào toàn năng có thể lấy từ dây rốn hay từ mô của cơ thể ở người lớn. Chính vì nguồn gốc túi phôi và bào thai của tế bào gốc đã gây ra nhiều tranh cãi về vấn đề đạo đức khoa học.

Câu hỏi đặt ra là: tiềm năng chữa bệnh bằng tế bào gốc như thế nào? Phải nói ngay rằng cho đến hiện nay việc sử dụng tế bào gốc 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, ung thư tinh hoàn, ung thư hệ tạo máu; các chứng bệnh tự miễn (autoimmume diseases) như đa xơ hoá, bệnh lupus ban đỏ, thấp khớp; bệnh thiếu hụt miễn dịch, các bệnh tổn thương tim, bệnh ống thận bẩm sinh (hội chứng Fanconi) v.v.. Nghiên cứu và ứng dụng tế bào gốc 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 gốc 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 sử dụng tế bào bội năng 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 bội năng. Chẳng hạn như người ta chưa phân lập được tế bào của cơ tim và tế bào tiểu đảo tuỵ tạng. Thứ hai, là các tế bào gốc từ người trưởng thành hiện diện với mức độ rất nhỏ nên khó mà phân lập chúng được dưới dạng tế bào gốc chuyên dụng tinh khiết được, và theo tuổi tác số lượng này càng giảm xuống. Thí dụ muốn phân lập được tế bào gốc nơ-ron thần kinh thì phải có mô não lấy từ các cuộc phẫu thuật não điều trị các trường hợp động kinh.

Do những hạn chế của tế bào bội năng, các nhà nghiên cứu tập trung vào nghiên cứu tế bào gốc phôi (embryonic stem cells, còn viết tắt là ES). Vì tế bào đa năng được phân lập từ túi phôi hay từ mô của bào thai, và điều này đã động chạm đến các quan niệm y đức cũng như luật pháp trong xã hội. Vấn đề mấu chốt trong việc nghiên cứu tế bào gốc phôi là cứ mỗi tế bào được chiết ra từ túi phôi (gồm khoảng 100 tế bào) thì phôi bị tiêu hủy. Câu hỏi được đặt ra là sự hủy bỏ phôi này có nên được xem là một hành động phi đạo đức hay không? Cựu Giáo hoàng John Paul II cho rằng đó là một hành vi xâm phạm sự sống của con người, vì theo ông các phôi người được nuôi cấy từ ống nghiệm cũng là con người và cũng có quyền hạn, phẩm giá và quyền sống của những con người này cần phải được tôn trọng từ ngay điểm khởi đầu của sự hiện diện. Quan điểm này bắt nguồn từ niềm tin của Ki-tô giáo rằng sự sống của con người khởi đầu từ lúc trứng và tinh trùng liên hợp.

Những người ủng hộ sử dụng tối phôi cho nghiên cứu lí giải rằng quan điểm bảo thủ trên nghiêng về cảm tính hơn là lí trí. Phôi thường hay bị sẩy, và bị tiêu hủy một cách “tự nhiên” Thật vậy, nếu cho một khả năng thụ thai tối đa của một người phụ nữ thì tháng nào đến kỳ đều có khả năng thụ thai được. Nhưng ta chỉ xác định được là phôi đó đó đã có thể đậu thành thai khi họ có thai, còn làm sao xác định được bao nhiêu phôi đó đã không tạo thành thai được, và bị thải ra ngoài! Và không ai lại lí giải rằng quá trình thải này là vô đạo đức, hay trái luân lí!

Phản ứng chính trị tỏ ra rất khác biệt giữa các quốc gia. Ở Âu châu, một số nước như Áo, Thụy Sĩ và Na Uy không có đạo luật nào ngăn cấm nghiên cứu hay sử dụng tế bào gốc. Ở Anh, Thụy Điển và Đức, tế bào gốc được cho phép sử dụng. Ở Úc thì vẫn đang bàn cãi gay gắt về vấn đề cloning và tế bào gốc. Canada thì cho phép dùng tế bào gốc trong một khuôn khổ nhất định, nhưng Quebec lại cấm dùng phôi tế bào trong nghiên cứu. Ở Nhật, phôi tế bào gốc có thể được gieo trồng với điều kiện các tế bào này lấy từ các chương trình thụ thai nhân tạo. Ở Việt Nam chúng ta có chương trình nghiên cứu tế bào gốc, nhưng hình như chẳng có ai đặt vấn đề đạo đức, và cũng chẳng có thảo luận nghiêm chỉnh nào!

Công nghệ iPS

Trong khi giới khoa học và công chúng còn đang phân vân về tế bào gốc, đặc biệt là tế bào gốc phôi, thì Giáo sư Shinya Yamanaka cũng đang tìm một hướng giải quyết mới mà không cần phải tiêu hủy phôi để có tế bào gốc phôi. Ông muốn tìm một giải pháp đáp ứng tiêu chuẩn y đức nhưng đồng thời đem lại lợi ích lớn nhất trong việc chinh phục bệnh tật. Có lần ông nói rằng ông không muốn đụng đến tế bào phôi, vì đó có thể là một đứa trẻ tương lai.

Chỉ mới 6 năm trước, dựa vào những thành tựu của Giáo sư John Gurdon, và trong thời gian còn nghiên cứu ở Mĩ, Yamanaka phát hiện rằng chỉ cần thêm 4 genes vào tế bào da của chuột, ông có thể làm cho tế bào trở thành những tế bào gốc phôi. Ông gọi đó là những tế bào đa năng qui nạp (induced pluripotent cells hay iPS). Năm 2007, ông tuyên bố rằng ông có thể tạo ra những tế bào iPS ở người bằng một phương pháp tương tự được ứng dụng trên chuột. Thành tựu của Yamanaka được ca ngợi như là một sáng tạo mang tính thiên tài. Với công nghệ iPS (có thể gọi phương pháp của Yamanaka là “công nghệ”) những vấn đề đạo đức liên quan đến tế bào gốc phôi không còn là vấn đề nữa!

Quả thật, công trình và khám phá của Yamanaka có ý nghĩa lâm sàng rất lớn. Công nghệ iPS tạo ra một mô hình hoàn toàn mới để nghiên cứu về bệnh tật và phát triển các thuật điều trị bệnh. Thay vì sử dụng mô hình cô điển như nghiên cứu trên men, ruồi, hay chuột, công nghệ iPS cho phép chúng ta tạo ra những tế bào gốc từ bệnh nhân với một bệnh nào đó. Từ đó, các tế bào này có một bộ gene hoàn chỉnh từ bệnh đó, và với bộ gene này chúng ta – trên lí thuyết – có thể ứng dụng các loại thuốc khác nhau để biết thuốc nào hiệu quả hơn. Nói cách khác, với công nghệ iPS, một viễn cảnh cá nhân hoá điều trị không còn xa vời nữa. Ý nguyện của ông Alfred Nobel là trao giải thưởng cho những khám phá đem lại lợi ích lớn cho nhân loại. Có thể nói rằng giải thưởng năm nay đáp ứng ý nguyện đó.

Triển vọng của tế bào gốc

Ngày 9/3/2009, Tổng thống Barack Obama kí sắc lệnh cho phép các nhà khoa học Mĩ được tiến hành nghiên cứu về tế bào gốc, kể cả nghiên cứu điều trị bằng tế bào gốc. Sắc lệnh này được ví von như là một sự cởi trói cho các nhà khoa học Mĩ vốn bị bó tay dưới thời Tổng thống George W. Bush. Trong bài phát biểu ở buổi lễ kí sắc lệnh về nghiên cứu tế bào gốc, Tổng thống Obama đã có những nhận xét rất chừng mực. Ông nói: “Ngay tại thời điểm này, thành tựu về nghiên cứu tế bào gốc vẫn chưa thực sự rõ ràng, chẳng ai biết triển vọng sẽ ra sao, và chúng ta không nên đặt niềm kì vọng quá cao. […] Tôi không thể hứa là chúng ta sẽ tìm ra liệu pháp điều trị bằng tế bào gốc. Không có tổng thống nào dám hứa như thế. Nhưng tôi có thể hứa là chúng ta sẽ tích cực đi tìm liệu pháp điều trị một cách có trách nhiệm.” Đúng như thế, không ai tiên đoán được tương lai sẽ ra sao, ngay cả trong buổi truyền hình công bố giải Nobel ngày hôm qua, Hội động giải Nobel cũng không dám nói chính xác đến bao giờ thì tế bào gốc có thể ứng dụng trong điều trị. Nhưng nếu những kinh nghiệm trong quá trình phát triển y học hiện đại là những bài học, thì chúng ta có quyền hi vọng cho một liệu pháp tế bào gốc có thể đem lại hạnh phúc cho nhiều người.

Nghiên cứu tế bào gốc thể hiện một sự mở rộng lựa chọn của con người, một sự mưu cầu tri thức nhằm vào mục tiêu cuối cùng là diệt khổ. Diệt khổ cũng là một mục tiêu của chúng ta. Do đó, có thể nói rằng trao giải thưởng cho hai nhà khoa học trong lĩnh vực tế bào gốc không chỉ có ý nghĩa ghi nhận tiềm năng của công nghệ tế bào gốc, mà còn tạo điều kiện để y học hiện đại có cơ hội đáp ứng những kì vọng của những bệnh nhân đang quằn quại với những chứng nan y.

Thành tựu của Shinya Yamanaka quả đáng khâm phục. Trong khi phần lớn những khám phá khoa học – như di truyền học chẳng hạn -- đặt ra nhiều vấn đề đạo đức, thì khám phá của ông giải quyết vấn đề đạo đức. Giới khoa học và đạo đức học khắp thế giới hoan hô ông và cho rằng trường hợp của ông là một ví dụ hiếm hoi về nghiên cứu khoa học đặt đạo đức lên trên kĩ thuật, và giải thưởng Nobel y sinh học cho ông cũng có thể xem là một giải thưởng Nobel về đạo đức.

Ghi thêm: Bài này được viết ra khi giải Nobel mới được trao, và trong nhóm bạn bè, có vài bạn bình luận cũng đáng suy ngẫm. Bình luận thứ nhất là Phật và khoa học. Kinh Pháp Hoa (hơn 2500 năm trước) từng viết rằng "Một là tất cả, tất cả cũng chỉ là một". Lời kinh này nếu ghép vào tế bào gốc thì cũng hoàn toàn hợp lí. Từ một tế bào toàn năng (totipotent cell) có khả năng tạo thành một cơ thể sống. Trong nhiều năm, khoa học chỉ ghi nhận mối liên hệ đường thẳng một chiều totipotent cell --> pluripotent cell --> multipotent cell --> adult stem cells, chứ không có chiều ngược lại. Nhưng công trình của Shinya Yamanaka và John Gurdon đã cho thấy Kinh Pháp Hoa không sai!

Bình luận thứ hai là vấn đề đạo đức trong nghiên cứu y khoa ở nước ta. Ở nước ta, trong một thời gian, người ta rao bán công nghệ tế bào gốc như là một liệu pháp điều trị bách bệnh. Lại còn có ngân hàng tế bào gốc với nhiều hi vọng có thể nói là phi thực tế. Ấy thế mà chẳng ai đặt vấn đề đạo đức! Thêm vào đó là vấn đề vi phạm đạo đức nghiêm trọng trong nghiên cứu.  Nghiên cứu sinh thoải mái đem bệnh nhân đi thử nghiệm và xét nghiệm (nhiều khi không cần thiết), bệnh nhân trả tiền xét nghiệm, rồi người ta lấy đó là dữ liệu “nghiên cứu”, viết luận án tiến sĩ, thạc sĩ!  Chẳng ai đặt vấn đề, vì có lẽ người ta cũng không thấy vấn đề. 

Nguồn và loại tế bào gốc

Tế bào gốc, nói một cách ngắn gọn, là những tế bào có khả năng biệt hoá (differentiate) và sản sinh ra những tế bào chuyên dụng hoá (specialized cells). Để hiểu rõ nguồn gốc, công dụng, và ý nghĩa đạo đức của tế bào gốc, có lẽ cần phải điểm qua quá trình hình thành của một bào thai và những thuật ngữ liên quan đến các tế bào.

Tế bào toàn năng (totipotent cells). 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. 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.

Tế bào đa năng (pluripotent cells). 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 hoá, hình thành một quả cầu rỗng do các tế bào xếp quanh, được gọi là túi phôi.   Bên ngoài túi phôi là lớp tế bào; bên trong là một khối kết cụm các tế bào gọi là khối nội bào. 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 trong tử cung. Các tế bào khối nội mạc này được gọi là các tế bào đa năng, 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.

Tế bào bội năng (multipotent cells). Các tế bào gốc đa năng tiếp tục chuyên dụng hoá thành các tế bào gốc chịu trách nhiệm tạo nên các tế bào có những chức năng đặc biệt.   Chẳng hạn như tế bào gốc tạo huyết sẽ sản sinh ra hồng huyết cầu, bạch cầu, tiểu cầu; và các tế bào gốc da sẽ tạo nên các loại da khác nhau. Các tế bào gốc được chuyên dụng hoá này gọi là các tế bào bội năng.

Tế bào gốc đa năng có thể   chiết ra từ hai nguồn chính: thứ nhất là 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 gốc phôi”). Trong khi các tế bào gốc phôi của chuột đã được dùng trong thử nghiệm khoảng 20 năm qua, việc nghiên cứu các phôi tế bào gốc ở con người chỉ mới khởi đầu từ năm 1998, qua phát hiện quan trọng của hai nhóm nghiên cứu bên Mĩ. Hiện nay, các tế bào gốc 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 thứ hai là phân lập được tế bào gốc đa năng từ mô của bào thai trong những phụ nữ mang thai có chỉ định đình chỉ thai nghén.  

Ngoài hai nguồn chính, một đề xuất khác mà có thể cho là một nguồn thứ ba có thể phân lập được tế bào gốc 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 lí thuyết là từ đây ta có thể chiết xuất được tế bào gốc đa năng. (Con cừu nổi tiếng “Dolly” được sản sinh bằng phương pháp SCNT).

Tế bào gốc bội năng cũng có thể chiết xuất từ hai nguồn: nguồn thứ nhất lấy từ máu dây rốn 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 cũng có thể là nguồn cung cấp tế bào gốc 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 gốc bội năng từ các tế bào 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 gốc thần kinh từ mô não người lớn trong quá trình phẫu thuật thần kinh.

http://nguyenvantuan.net/health/2-health/1568-bai-hoc-lam-khoa-hoc-co-dao-duc-giai-nobel-y-sinh-2012