Kỳ vọng từ một đề tài nghiên cứu tế bào gốc vạn năng cảm ứng phục vụ mô hình bệnh và y học tái tạo cho người Việt Nam

Vừa qua, Sở Khoa học và Công nghệ (KH&CN) TP. Cần Thơ đã tổ chức Hội đồng tuyển chọn tổ chức, cá nhân thực hiện nhiệm vụ KH&CN cấp thành phố, qua đó đã thông qua đề tài “Phát triển nền tảng tạo và biệt hóa tế bào gốc vạn năng cảm ứng (iPSC) phục vụ nghiên cứu mô hình bệnh và tái tạo mô”. Đề tài do PGS.TS. Huỳnh Thị Mỹ Duyên đăng ký làm Chủ nhiệm, Trường Đại học Y Dược Cần Thơ là tổ chức chủ trì. Đề tài dự kiến nghiên cứu trong 36 tháng.

Quang cảnh Hội đồng tuyển chọn.

TS. Ngô Anh Tín, Giám đốc Sở KH&CN TP. Cần Thơ, Chủ tịch Hội đồng tuyển chọn, cho biết, Hội đồng đánh giá cao nhóm nghiên cứu khi lựa chọn đề tài này để thực hiện.

Kết quả đầu ra của đề tài được kỳ vọng mang lại những đóng góp cả về mặt thực tiễn lẫn lý luận khoa học. Về mặt sản phẩm, nghiên cứu dự kiến thiết lập một dòng tế bào iPSC được đặc trưng hóa và một dòng tế bào thần kinh cảm giác mang đặc trưng hệ gen người Việt Nam. Về mặt công nghệ, đề tài sẽ hoàn thiện bộ các quy trình thao tác chuẩn (SOP) cho toàn bộ khâu tái lập trình và biệt hóa, đi kèm với bộ dữ liệu khoa học đầy đủ cùng các báo cáo đánh giá chuyên sâu.

3 mục tiêu của đề tài

Đề tài “Phát triển nền tảng tạo và biệt hóa tế bào gốc vạn năng cảm ứng (iPSC) phục vụ nghiên cứu mô hình bệnh và tái tạo mô” được đề xuất nhằm thực hiện ba mục tiêu. Thứ nhất là xây dựng và chuẩn hóa quy trình tái lập trình tạo iPSC từ tế bào sinh dưỡng bằng phương pháp an toàn, không tích hợp, bao gồm tối ưu điều kiện nuôi cấy và hình thành cụm tế bào iPSC.

Thứ hai là đặc trưng hóa các dòng iPSC thu được, tập trung vào xác định tính vạn năng, đặc điểm sinh học tế bào và độ ổn định di truyền qua các thế hệ.

Thứ ba, phát triển mô hình biệt hóa tế bào chức năng từ iPSC và đánh giá khả năng ứng dụng của chúng thông qua phân tích chức năng, đáp ứng sinh lý – dược lý in vitro trong nghiên cứu mô hình bệnh và y học tái tạo; góp phần thực hiện hóa các mục tiêu của Nghị quyết 36-NQ/TW, Nghị quyết 189/NQ-CP và Quyết định 3268/QĐ-BKHCN của Bộ Khoa học và Công nghệ.

PGS.TS. Huỳnh Thị Mỹ Duyên, Chủ nhiệm đề tài phát biểu trước Hội đồng tuyển chọn do Sở KH&CN TP. Cần Thơ tổ chức.

Theo thông tin từ Ban Chủ nhiệm đề tài, ba mục tiêu của đề tài có quan hệ kế tiếp và phụ thuộc lẫn nhau. Các nội dung nghiên cứu không phải là các phần rời rạc mà hình thành một chuỗi công nghệ khép kín: tế bào sinh dưỡng người Việt Nam à tái lập trình iPSC không tích hợp à kiểm định tính vạn năng và ổn định di truyền à chứng minh khả năng biệt hóa ba lá phôi àbiệt hóa định hướng tế bào thần kinh cảm giác à đánh giá chức năng sinh lý – dược lý.

Cũng theo Ban Chủ nhiệm đề tài, tính mới của đề tài nằm ở ba điểm. Thứ nhất, đề tài đặt trọng tâm vào nguồn tế bào của người Việt Nam, từ đó tạo ra nền tảng iPSC phù hợp với định hướng y học cá thể hóa trong nước. Thứ hai, đề tài so sánh trực tiếp hai phương pháp tái lập trình không tích hợp là episomal và CRISPRa trên cùng một nguồn tế bào, thay vì chỉ công bố một quy trình đơn lẻ. Thứ ba, đề tài không dừng lại ở việc tạo lập và đặc trưng hóa dòng iPSC mà tiếp tục thiết lập mô hình biệt hóa iPSC thành tế bào thần kinh cảm giác, đồng thời đánh giá chức năng sinh lý – dược lý in vitro. Ba điểm này giúp đề tài vừa có giá trị khoa học, vừa có giá trị xây dựng năng lực công nghệ lõi cho Việt Nam.

Mong muốn tạo ra sản phẩm phục vụ cho người Việt Nam

Chia sẻ về đề tài, PGS.TS. Huỳnh Thị Mỹ Duyên, Trưởng Bộ môn Hóa dược – Dược liệu – Bào chế, Khoa Dược, Trường Đại học Y Dược Cần Thơ, Chủ nhiệm đề tài, cho biết, trong khối y dược, khi nghiên cứu phải thực hiện đề tài mang tính mới, đột phá, do đó mới lựa chọn tế bào gốc – là xu hướng điều trị hiện nay và trong tương lai chắc chắn cũng phải đi theo con đường này.

“Đối với chuyên ngành thì xu hướng điều trị bằng tế bào gốc sẽ là xu hướng phát triển y học trong tương lai. Tại Trường Đại học Y Dược Cần Thơ, sinh viên ngành Dược chưa được đào tạo về thuốc công nghệ sinh học. Vì thế, giảng viên của Bộ môn phải có ít nhất một nghiên cứu thực tế về tế bào gốc và phải có một giảng viên Bộ môn đi theo hướng đó. Từ đó sẽ giúp truyền đạt lại kiến thức đó cho sinh viên được tốt hơn” – PGS.TS. Mỹ Duyên chia sẻ.

PGS.TS. Huỳnh Thị Mỹ Duyên, Trưởng Bộ môn Hóa dược – Dược liệu – Bào chế, Khoa Dược, Trường Đại học Y Dược Cần Thơ, Chủ nhiệm đề tài.

Cũng theo PGS.TS. Mỹ Duyên, từ khi lên ý tưởng, nộp hồ sơ cho Sở KH&CN TP. Cần Thơ đến khi được duyệt để ra báo cáo trước Hội đồng tuyển chọn là gần hai năm. Lý giải cho điều này, bà cho biết vì lĩnh vực này mới và khó, việc tìm kiếm tài liệu để viết nội dung và hóa chất đạt chuẩn sử dụng cho nghiên cứu cũng khó mua, khó tìm đối tác cung cấp, bên cạnh đó là trang thiết bị phục vụ nghiên cứu cũng hạn chế. Do đó, nhóm nghiên cứu phải chuẩn bị đầy đủ trước khi thuyết minh đề tài với Sở KH&CN.

Kỳ vọng lớn nhất của nhóm nghiên cứu là phát triển dự án này dựa trên mẫu tế bào của chính người Việt Nam. Hiện nay, các nghiên cứu về tế bào gốc vạn năng cảm ứng (iPSC) trên thế giới đã có những bước tiến dài, nhưng hiếm dữ liệu chuyên biệt dành cho người Việt. Dưới góc độ y sinh học, mỗi quần thể người đều sở hữu những đặc trưng riêng biệt về hệ gen và hàng rào miễn dịch. Vì vậy, việc xây dựng thành công nền tảng iPSC mang bộ gen người Việt Nam sẽ là bước tiến quan trọng cho nền y học cá thể hóa trong nước. Bên cạnh đó, phương pháp tiếp cận mà nhóm đề xuất cũng mang tính tiên phong, bởi tính đến nay gần như chưa có đơn vị nào tại Việt Nam công bố thực hiện thành công.

“Kết quả của nghiên cứu làm trên chính tế bào gốc của người Việt Nam sẽ tạo ra sản phẩm phục vụ cho chính người Việt Nam” – bà Duyên bộc bạch.

Cũng theo Trưởng Bộ môn Hóa dược – Dược liệu – Bào chế, khó khăn lớn nhất khi chọn đề tài này chính là đề tài quá mới, nhóm nghiên cứu phải vừa làm vừa học. Bên cạnh đó, việc tìm kiếm được những đơn vị có người đã từng có kinh nghiệm về nội dung này để phối hợp cung cấp hóa chất, trang thiết bị cũng là một khó khăn trong quá trình hình thành ý tưởng cho đề tài này, đến nay khó khăn này đã được tháo gỡ.

Thuận lợi lớn nhất mà nhóm nhận được, đó là sau khi xem xét, Sở KH&CN đánh giá đề tài mang tính mới, phục vụ cho cộng đồng nên Sở đã xem xét đưa vào nhiệm vụ của Sở để thực hiện và cấp kinh phí cho nhóm thực hiện đề tài. Bên cạnh đó, lãnh đạo Trường Đại học Y Dược Cần Thơ cũng đã tạo mọi điều kiện để nhóm nghiên cứu thực hiện đề tài.

Tế bào gốc vạn năng cảm ứng

Tế bào gốc vạn năng cảm ứng, hay induced pluripotent stem cell (iPSC), là các tế bào sinh dưỡng đã được tái lập trình trở về trạng thái có tính vạn năng. Năm 2006, Takahashi và Yamanaka lần đầu tiên tạo được iPSC từ nguyên bào sợi chuột. Năm 2007, các nhóm nghiên cứu độc lập đã công bố việc tạo thành công iPSC người từ tế bào sinh dưỡng người, mở ra một hướng nghiên cứu quan trọng trong sinh học tế bào gốc và y học tái tạo.

Nguồn gốc của các iPSC bao gồm tế bào gốc phôi (ESCs) từ sự thụ tinh của trứng và tinh trùng (A), tế bào gốc phôi chuyển nhân (NT-ESCs) từ việc chuyển nhân tế bào soma (SCNT) vào trứng đã bị loại bỏ (B) và tế bào gốc vạn năng cảm ứng từ việc ép buộc biểu hiện các yếu tố phiên mã Yamanaka trong tế bào soma (C)

Nhờ có thể được tạo từ tế bào sinh dưỡng của từng cá thể, iPSC có giá trị trong mô hình hóa bệnh, nghiên cứu cơ chế bệnh sinh, sàng lọc thuốc, đánh giá độc tính và phát triển các nguồn tế bào biệt hóa có khả năng chuẩn hóa. Tuy nhiên, ứng dụng của iPSC vẫn phụ thuộc mạnh vào độ an toàn của quá trình tái lập trình, chất lượng dòng tế bào, độ ổn định di truyền, khả năng kiểm soát quá trình biệt hóa, cũng như việc loại trừ tế bào vạn năng tồn dư. Vì vậy, lựa chọn phương pháp tái lập trình phù hợp là bước quan trọng để tạo nguồn iPSC phục vụ các nghiên cứu tiếp theo.