Dùng "gene đảo ngược quá trình lão hóa" giúp phục hồi gan bị tổn thương

Các nhà khoa học Hàn Quốc đã phát triển một phương pháp sử dụng các gene có khả năng đảo ngược quá trình lão hóa để đưa tế bào gan bị tổn thương trở lại trạng thái có khả năng tái sinh ngay bên trong cơ thể mà không cần ghép tế bào gốc.

Theo Quỹ Nghiên cứu Quốc gia Hàn Quốc ngày 2/10, nhóm nghiên cứu do Giáo sư Cha Hyuk-jin của Đại học Quốc gia Seoul cùng các Giáo sư Cho Seung-woo và Hong Seung-hee của Đại học Yonsei dẫn đầu đã sử dụng công nghệ mRNA-LNP được ứng dụng trong vaccine COVID-19 để tạm thời đưa các yếu tố Yamanaka (OSKM) vào gan. Qua đó, các tế bào gan trưởng thành được đưa trở lại trạng thái tái tạo tương tự tế bào gốc, giúp thúc đẩy quá trình phục hồi gan bị tổn thương.

mRNA-LNP là công nghệ sử dụng các hạt nano lipid để bao bọc mRNA chứa thông tin di truyền và đưa chúng vào bên trong tế bào. Các yếu tố Yamanaka (OSKM) là tên gọi chung của 4 loại protein gồm OCT4, SOX2, KLF4 và c-MYC. Đây là những yếu tố tái lập trình mạnh có khả năng đảo ngược trạng thái của các tế bào trưởng thành. Giáo sư Shinya Yamanaka phát hiện các yếu tố này vào năm 2006 và được trao giải Nobel Sinh lý học hoặc Y học năm 2012.

Suy gan cấp do các tế bào gan bị phá hủy nhanh chóng hiện có phương pháp điều trị chắc chắn nhất là ghép gan, nhưng việc thiếu nguồn tạng hiến khiến phương pháp này gặp nhiều hạn chế.

Ghép tế bào gốc được kỳ vọng là một giải pháp thay thế, song vẫn tồn tại những vấn đề như nguy cơ phản ứng đào thải miễn dịch, nguy cơ hình thành khối u và quy trình sản xuất phức tạp.

Gần đây, các yếu tố Yamanaka được chú ý như một công cụ có khả năng “đảo ngược quá trình lão hóa”. Một hướng nghiên cứu mới là chỉ kích hoạt các yếu tố này trong thời gian ngắn, không đưa tế bào trở về trạng thái ban đầu hoàn toàn mà tạm thời khôi phục khả năng tái tạo của tế bào. Phương pháp này được gọi là tái lập trình một phần.

Tuy nhiên, nếu các yếu tố Yamanaka được biểu hiện trong thời gian dài trên toàn cơ thể, chúng có thể gây ra những vấn đề về an toàn, trong đó có nguy cơ hình thành khối u. Vì vậy, việc phát triển công nghệ có thể đưa các yếu tố này đến đúng cơ quan cần thiết và chỉ kích hoạt trong thời gian ngắn là một thách thức quan trọng.

Để giải quyết vấn đề này, nhóm nghiên cứu đã phát triển phương pháp sử dụng công nghệ mRNA-LNP vốn được ứng dụng trong sản xuất vaccine COVID-19 để tạm thời đưa mRNA chứa các yếu tố Yamanaka vào tế bào gan.

Các hạt nano LNP được phát triển trong nghiên cứu có thể đưa phần lớn mRNA đến gan chỉ sau một lần tiêm tĩnh mạch. Sau khi đi vào tế bào, mRNA tạo ra các yếu tố Yamanaka rồi tự nhiên phân hủy trong khoảng 12 giờ, qua đó giới hạn thời gian hoạt động của chúng.

Nhóm nghiên cứu xác nhận rằng khi các yếu tố Yamanaka được biểu hiện tạm thời trong gan, các tế bào gan trưởng thành đã chuyển đổi thành “tế bào tiền thân của gan”, có đặc điểm tương tự tế bào gốc.

Kết quả phân tích đơn bào cho thấy một phần số tế bào tiền thân của gan được tạo ra theo cách này có những đặc điểm tương tự các tế bào tái tạo tự nhiên xuất hiện khi gan bị tổn thương. Nhóm nghiên cứu cho biết kết quả này cho thấy các tế bào được tạo ra có khả năng tham gia vào quá trình tái tạo gan.

Trong mô hình động vật bị tổn thương gan cấp tính, chỉ một lần đưa mRNA chứa các yếu tố Yamanaka đã giúp cải thiện tỷ lệ sống, giảm hoại tử gan và tình trạng chết tế bào, đồng thời thúc đẩy quá trình phục hồi chức năng gan.

Giáo sư Cha Hyuk-jin cho biết các yếu tố OSKM thường được biết đến như một công nghệ đảo ngược quá trình lão hóa, nhưng nghiên cứu lần này đã tận dụng chúng để tạm thời đưa các tế bào gan trưởng thành trở lại trạng thái có khả năng tái tạo.

Ông cho rằng về lâu dài, phương pháp này có thể được phát triển thành một chiến lược điều trị trong đó tế bào của chính bệnh nhân được tạm thời chuyển đổi thành các tế bào có khả năng tái tạo tại những cơ quan cần phục hồi.