Lần đầu trực tiếp đưa liệu pháp chỉnh sửa gen CRISPR-Cas9 vào cơ thể người

Trong thử nghiệm, 6 người mắc chứng bệnh hiếm gặp và gây chết người - bệnh Transthyretin amyloidosis - được điều trị bằng cách đưa liệu pháp chỉnh sửa gen CRISPR-Cas9 trực tiếp vào cơ thể. Đây cũng là thử nghiệm đầu tiên cho thấy việc đưa các thành phần CRISPR-Cas9 vào máu (trong trường hợp này nhắm vào một loại protein được tạo ra chủ yếu ở gan) là an toàn và hiệu quả.

Phương pháp mới do hai công ty Intellia Therapeutics ở Cambridge, Massachusetts, và Regeneron ở Tarrytown, New York, phát triển. Họ đã công bố kết quả thử nghiệm trên Tạp chí Y học New England và trình bày chúng tại một cuộc họp trực tuyến của Hiệp hội Thần kinh Ngoại vi hôm 26/6.

Các thử nghiệm lâm sàng CRISPR–Cas9 trước đây cho thấy, kỹ thuật này có thể được sử dụng trên các tế bào đã bị tách khỏi cơ thể: lấy tế bào, chỉnh sửa và sau đó đưa trở lại vào cơ thể bệnh nhân. Việc chỉnh sửa gen trực tiếp trong cơ thể sẽ mở ra cánh cửa để điều trị nhiều loại bệnh hơn.

Daniel Anderson, kỹ sư y sinh tại Viện Công nghệ Massachusetts ở Cambridge, nói: “Đây là một thời điểm quan trọng đối với lĩnh vực này, một kỷ nguyên y học hoàn toàn mới”.

Bệnh Transthyretin amyloidosis xảy ra khi các phân tử protein TTR gấp lại thành hình dạng sai và kết tụ lại với nhau, tạo thành các sợi gây cản trở chức năng của các cơ quan. Căn bệnh này chủ yếu tấn công tim và thần kinh, ảnh hưởng đến khoảng 50.000 người trên toàn thế giới. Các nhà khoa học đã xác định hơn 100 đột biến trong gen tạo ra TTR liên quan đến bệnh Transthyretin amyloidosis.

Các sợi do bệnh Transthyretin amyloidosis tích tụ có thể gây ra bệnh tim, đau đớn và tử vong, và cho đến gần đây, các bác sĩ không thể điều trị gì nhiều. Julian Gillmore, bác sĩ thận học tại Bệnh viện Royal Free ở London, người đã điều trị cho những người mắc các dạng bệnh amyloidosis khác nhau trong khoảng 25 năm, nhận xét: “Đó là một căn bệnh khủng khiếp. Cho đến vài năm trước, tôi chỉ nhìn bệnh của họ trở nặng và chết".

Transthyretin amyloidosis đã trở thành mục tiêu hàng đầu cho các công nghệ y tế mới nhằm vô hiệu hóa các gen gây bệnh. Các nhà nghiên cứu chắc chắn rằng bệnh này liên quan đến việc sản xuất một loại protein cụ thể - nếu ngừng sản xuất protein đó, các triệu chứng bệnh có thể sẽ ngừng tiến triển và trong một số trường hợp, bệnh nhân có thể phục hồi.

Năm 2018, Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ phê duyệt hai loại thuốc điều trị Transthyretin amyloidosis, cả hai đều làm giảm sản xuất TTR bằng cách nhắm mục tiêu vào RNA thông tin mã hóa nó. Nhưng mặc dù những loại thuốc này làm giảm khoảng 80% protein TTR và kéo dài thời gian sống của người bệnh, chúng phải được dùng thường xuyên để giữ cho mức TTR thấp, và không phải lúc nào cũng giúp ngăn chặn sự tiến triển của bệnh.

CRISPR–Cas9 cần một enzyme cắt DNA, được gọi là Cas9, và một đoạn RNA, được gọi là RNA dẫn đường, để hướng nó đến vị trí cần "cắt" trong bộ gen. Những thứ này phải được đóng gói sao cho có thể bảo vệ được chúng khỏi bị suy giảm chất lượng trên đường di chuyển trong cơ thể, và phải được chuyển đến đúng vị trí cần thiết.

Intellia sử dụng các phân tử RNA và protein Cas9 được bao bọc trong các hạt nano tạo thành từ các phân tử lipid mà gan có thể gan hấp thụ. RNA dẫn đường đưa Cas9 đến vị trí cần thiết để cắt gen TTR, vô hiệu hóa gen để nó ngừng sản xuất protein TTR.

Một tháng sau khi điều trị, quá trình sản xuất TTR đã giảm ở tất cả 6 người tham gia thử nghiệm. Ở một người nhận được liều cao hơn trong hai liều thử nghiệm, mức độ TTR giảm 96%. Các phương pháp điều trị hiện tại có thể làm giảm TTR tới 80%, càng giảm được nhiều TTR thì càng có khả năng giảm triệu chứng và cải thiện tình trạng bệnh.

John Leonard, giám đốc Intellia, cho biết: “Khi bạn đạt đến ngưỡng giảm 96%, cơ thể bắt đầu có cơ hội làm sạch các sợi tích tụ làm ảnh hưởng đến các cơ quan".

Theo Anderson, các nhà nghiên cứu sẽ chờ đợi dữ liệu từ nhiều người tham gia hơn và muốn biết tình trạng của họ trong một khoảng thời gian dài hơn. Nhưng những kết quả hiện tại đủ để tiếp thêm hy vọng rằng một ngày nào đó CRISPR–Cas9 sẽ giúp điều trị không chỉ bệnh amyloidosis mà còn các bệnh lý khác.

Intellia cũng chỉ ra rằng họ có thể đưa các thành phần CRISPR-Cas9 đến các tế bào trong tủy xương ở chuột. Leonard cho biết, công ty rất muốn phát triển phương pháp điều trị bệnh thiếu máu hồng cầu hình liềm mà không cần cấy ghép tủy xương gian khổ và rủi ro như các thử nghiệm chỉnh sửa gen đang diễn ra.

Một công ty khác, Editas Medicine ở Cambridge, Massachusetts, đã tìm cách "đóng gói" các thành phần CRISPR–Cas9 vào một virus bất hoạt. Editas đang thử nghiệm phương pháp này ở những người mắc chứng rối loạn di truyền gây mù lòa, nhưng virus phải được tiêm trực tiếp vào mắt, nơi cần được chỉnh sửa gen.

Anderson nhấn mạnh, các kỹ thuật đưa các thành phần CRISPR-Cas9 đến các bộ phận khác nhau của cơ thể đang tiến bộ nhanh chóng. “Danh sách tiếp tục tăng lên. Tôi lạc quan rằng chúng ta sẽ thấy ứng dụng rộng rãi hơn của việc chỉnh sửa bộ gen."