Cho đến nay, có hai người nhiễm HIV đã được chữa khỏi nhờ liệu pháp ghép tế bào gốc mang gene đột biến. Vậy bản chất khoa học của vấn đề này là gì? Quá trình các nhà nghiên cứu tìm kiếm giải pháp này ra sao?
Tìm ra mắt xích dễ tấn công nhất
Để chữa được Hội chứng suy giảm miễn dịch (AIDS) do nhiễm virus HIV (human immunodeficiency virus) - một loại virus gây suy giảm miễn dịch trên người gây ra, các nhà khoa học phải nghiên cứu để xác định rõ “tổ tiên” cũng như bản chất của virus này.
HIV thuộc họ retrovirus có thể phá hủy các tế bào TCD4 trong cơ thể. HIV tương tự như một loại virus tìm thấy trong khỉ và vượn - được gọi là SIV. Để xác định “tổ tiên” của HIV, các nhà khoa học đã giải mã trình tự HIV của các chủng HIV khác nhau và so sánh chúng với các chủng SIV. Có 2 dạng HIV là HIV-1 và HIV-2. Dạng HIV-1 giống nhất với một SIV tìm thấy ở loài tinh tinh và HIV-2 rất giống với một SIV tìm thấy trong một loài khỉ mặt xanh đen. HIV-1 là loại thông dụng nhất của virus gây suy giảm miễn dịch trên người và được các chuyên gia nghiên cứu, phân tích nhiều nhất. Kết quả nghiên cứu cho thấy, virus HIV-1 liên kết với đồng thụ thể CCR5. Còn HIV-2 thì không phổ biến, thấy nhiều nhất ở Đông Phi hoặc trên những người ở giai đoạn sau của tiến trình phát triển bệnh. Chúng liên kết với đồng thụ thể CXCR4.
Cụ thể, khi bệnh nhân nhiễm HIV, virus này có thể thâm nhập được vào cơ thể nhờ vào thực hiện nhờ tương tác đặc trưng của vỏ bọc (Env) glycoprotein của virus với một phân tử bề mặt tế bào miễn dịch CD4 đóng vai trò là thụ thể chính và một thụ thể chemokine là CCR5 hoặc CXCR4.
Do đó, để điều trị HIV, các nhà khoa học có thể nhắm tới mục tiêu là Env của virus, thụ thể CD4 hoặc đồng thụ thể CCR5/CXCR4.
Vì các protein bao bọc virus có sự biến đổi đa dạng trong khi thụ thể CD4 và CCR5 hoặc CXCR4 ít biến đổi hơn nên các thụ thể này trở thành mục tiêu tốt hơn để ngăn chặn sự xâm nhập của virus. Tuy nhiên, làm giảm CD4 hay CXCR4 có thể để lại hậu quả không tốt cho chức năng hoặc sự trưởng thành và di cư của tế bào miễn dịch. Trong khi đó, những người thiếu chức năng CCR5 lại không có những khiếm khuyết về hệ miễn dịch rõ ràng mà lại làm giảm khả năng xâm nhiễm của HIV và làm chậm tiến triển thành AIDS. Trong tự nhiên, một số người xuất hiện khả năng kháng virus, không bị lây nhiễm ngay cả khi tiếp xúc với HIV nhiều lần. Ở những người này có một protein đồng thụ thể CCR5 có gene đột biến bị thiếu cặp base thứ 32. Tỉ lệ những người có gene đột biến CCR5 cao nhất ở người dân châu Âu (khoảng 9%), nhưng hiếm hoặc không xuất hiện ở những nơi khác.
Liệu pháp gene và tế bào gốc trong điều trị HIV
Timothy Ray Brown là người đầu tiên trên thế giới được chữa khỏi HIV. Khi học đại học ở Berlin năm 1995, Brown đã nhận được chẩn đoán dương tính HIV. Khi đó, anh bắt đầu dùng zidovudine liều thấp (AZT) - một loại thuốc kháng virus với khả năng ức chế virus tốt. Nhưng 10 năm sau đó, bác sĩ thông báo rằng anh bị bệnh bạch cầu tủy cấp tính (AML) và cần được điều trị tại bệnh viện. Brown đã chọn một bệnh viện tại Berlin.
Bác sĩ của anh ở Berlin, Gero Hütter, đã có ý tưởng sử dụng tủy xương từ một người hiến tặng với đột biến CCR5 Delta 32.
Brown đã trải qua hóa trị liệu chuyên sâu để giết chết các tế bào ung thư trong cơ thể. Ngày 6/2/2007, Brown đã được cấy ghép tế bào tủy xương của người hiến tặng. Với sự đồng ý của bác sĩ Huetter, Brown đã ngừng uống thuốc điều trị HIV vào ngày cấy ghép. Sau 3 tháng, HIV không còn được tìm thấy trong máu của anh.
Brown đã nhận được các tế bào gốc lần thứ hai vào tháng 2 năm 2008. Anh tiếp tục được kiểm tra các dấu hiệu HIV trong cơ thể bằng các xét nghiệm cực kỳ chính xác. Các nhà nghiên cứu đã không thể phát hiện HIV có khả năng sao chép ở bất cứ nơi nào trong cơ thể Brown.
Sau Brown, bệnh nhân thứ 2 cũng được điều trị HIV bằng ghép tế bào gốc đột biến gene CCR5 đang cho thấy phản ứng tương tự như Brown. Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng virus biến mất hoàn toàn khỏi máu bệnh nhân sau khi cấy ghép. Sau 16 tháng, bệnh nhân ngừng dùng thuốc kháng virus HIV. 18 tháng sau khi ngừng thuốc, vẫn không phát hiện dấu hiệu của virus.
Những kết quả này đã đưa ra được minh chứng rằng người bị nhiễm HIV-1 có thể được điều trị khỏi hoàn toàn. Đồng thời thuốc kháng CCR5 trở thành liệu pháp cứu chữa hữu hiệu cho bệnh nhân nhiễm HIV-1. Để ngăn chặn chức năng CCR5, một số phân tử đã được nghiên cứu phát triển, bao gồm các hợp chất có trọng lượng phân tử thấp, chemokine, chất tương tự chemokine biến đổi N-termin, phân tử có nguồn gốc chemokine, peptide tổng hợp dựa trên chemokine và kháng thể đơn dòng kháng CCR5.
Đến nay, các chiến lược trị liệu gene khác cũng đang được phát triển đó là sử dụng các intrakine và intrabody để ngăn chăn sự biểu hiện CCR5 và nuclease ngón tay kẽm (zinc finger-nuclease) trên bề mặt tế bào hoặc sử dụng các RNA can thiệp kích thước nhỏ (small interfering RNA), RNA đối mã (antisense RNA) hay ribozyme để làm giảm sự tổng hợp của các đồng thụ thể. Đây là các phương pháp mới có thể ngăn chặn sự xâm nhiễm của HIV.
Cho đến nay, điều trị HIV bằng thuốc kháng virus đang là liệu pháp được khuyến cáo. Theo WHO, vào cuối năm 2012, gần một triệu người sống chung với HIV đã được điều trị kháng virus ở các nước có thu nhập thấp và trung bình. Trong số này, khoảng 640 000 là trẻ em. Ở các nước đang phát triển, trong giai đoạn từ năm 2003 đến năm 2012, số lượng người được điều trị kháng virus đã tăng tới hơn 30 lần (với số người được điều trị khoảng 9.700.000 người vào năm 2012). Tuy nhiên, gần 19 triệu người khác, vẫn không được tiếp cận với thuốc kháng virus.
Điều trị kháng virus là một thành công không thể tranh cãi, nhưng vẫn có giới hạn như không phục hồi hoàn toàn sức khỏe, gây viêm mãn tính, rối loạn chức năng miễn dịch vô thời hạn trong thời gian điều trị; không ức chế hoàn toàn virus; Điều trị cần tuân thủ hằng ngày, có tác dụng phụ, tương tác thuốc phức tạp; Chưa đủ thuốc, dịch bệnh vẫn tiếp tục, việc sử dụng liệu pháp này có hiện tượng kháng, đặc biệt sau nhiều năm điều trị. |
TS.Vũ Bích Ngọc,
Viện Tế bào gốc, Trường ĐH KHTN TP.HCM