Đại học Columbia (Mỹ) vừa công bố một bước tiến quan trọng trong công nghệ chỉnh sửa gene khi lần đầu tiên chứng minh có thể chỉnh sửa ADN của phôi người với độ chính xác rất cao, mở ra triển vọng ngăn ngừa nhiều bệnh di truyền ngay từ trước khi em bé chào đời. Thành tựu này nối tiếp một cột mốc khác được giới khoa học đánh giá là lịch sử: điều trị thành công một trẻ sơ sinh mắc bệnh di truyền hiếm gặp bằng liệu pháp chỉnh sửa gene được thiết kế riêng cho chính bệnh nhân. Hai nghiên cứu cho thấy y học đang tiến gần hơn tới mục tiêu điều trị bệnh dựa trên đặc điểm di truyền của từng cá thể.
Tháng 6, các nhà khoa học tại Đại học Columbia công bố kết quả nghiên cứu cho thấy kỹ thuật "chỉnh sửa cơ sở" (base editing) có thể thay đổi chính xác từng ký tự trong ADN của phôi người mà không tạo ra những tổn thương lớn đối với bộ gene như công nghệ CRISPR truyền thống.
Khác với CRISPR-Cas9, phương pháp vốn cắt đứt cả hai sợi ADN và có nguy cơ gây mất đoạn gene hoặc bất thường nhiễm sắc thể, base editing chỉ tạo ra những thay đổi rất nhỏ tại đúng vị trí đột biến cần sửa chữa. Trong nghiên cứu, các nhà khoa học đã chỉnh sửa thành công nhiều phôi người ở các gene liên quan đến bệnh tim mạch và quá trình tạo hemoglobin, đồng thời giảm đáng kể các tổn thương ngoài mục tiêu từng ghi nhận với CRISPR. Dù vậy, nhóm nghiên cứu cũng nhấn mạnh công nghệ vẫn đang ở giai đoạn thử nghiệm. Các nguy cơ an toàn lâu dài vẫn cần tiếp tục được đánh giá trước khi có thể tính đến ứng dụng trên lâm sàng.
Trong khi chỉnh sửa gene trên phôi vẫn còn là câu chuyện của tương lai, y học thế giới trước đó đã ghi nhận một thành tựu mang tính bước ngoặt ở một hướng tiếp cận khác: chỉnh sửa gene để điều trị cho bệnh nhân sau khi chào đời.
Nhân vật gắn với thành tựu này là cậu bé KJ Muldoon, sinh năm 2024 tại Mỹ. Chỉ vài ngày sau khi chào đời, KJ được chẩn đoán mắc chứng thiếu hụt enzyme CPS1 - một rối loạn chuyển hóa di truyền cực hiếm, chỉ gặp ở khoảng 1 trên 1,3 triệu trẻ sơ sinh. Tuy nhiên, phương pháp điều trị tiêu chuẩn của chứng này là ghép gan gần như không thể thực hiện ngay đối với trẻ sơ sinh. Đứng trước cuộc chạy đua với thời gian, các nhà khoa học tại Bệnh viện Nhi Philadelphia và Đại học Pennsylvania đã lựa chọn một hướng đi chưa từng có: phát triển một liệu pháp chỉnh sửa gene dành riêng cho một bệnh nhân duy nhất.
Sau khi xác định chính xác đột biến di truyền của KJ, nhóm nghiên cứu do Tiến sĩ Rebecca Ahrens-Nicklas và Tiến sĩ Kiran Musunuru, của Bệnh viện Nhi Philadelphia (Mỹ), dẫn đầu, đã hoàn thành toàn bộ quá trình thiết kế, thử nghiệm tiền lâm sàng, sản xuất và đánh giá an toàn của liệu pháp chỉ trong chưa đầy 6 tháng. Theo Tiến sĩ Rebecca Ahrens-Nicklas, bác sĩ chuyên khoa di truyền, Giám đốc Chương trình Liệu pháp gene cho các bệnh rối loạn chuyển hóa di truyền, Bệnh viện Nhi Philadelphia (CHOP), đồng thời là Trợ lý Giáo sư Nhi khoa, Đại học Pennsylvania, cho biết: “Ngày 25/2/2025, KJ trở thành bệnh nhân đầu tiên trên thế giới được truyền một loại thuốc chỉnh sửa gene được thiết kế riêng cho chính mình. Đây chính là y học cá thể hóa".
Liệu pháp sử dụng cũng là công nghệ base editing, thế hệ chỉnh sửa gene mới. Giải thích cơ chế hoạt động của phương pháp này, Tiến sĩ Kiran Musunuru, bác sĩ - nhà khoa học, Giáo sư Y học tim mạch, Di truyền học, Nhi khoa, Dược lý học và Kỹ thuật sinh học tại Đại học Pennsylvania, đồng thời công tác tại Bệnh viện Nhi Philadelphia, cho biết: “Ngay sau khi được truyền, phần lớn thuốc tập trung đến gan và nhanh chóng được các tế bào hấp thu. Công nghệ chỉnh sửa gene CRISPR đi vào nhân tế bào và được lập trình để tìm đúng vị trí đột biến đang gây bệnh cho KJ”.
Kết quả bước đầu vượt ngoài kỳ vọng của các nhà khoa học. Sau ba lần điều trị, KJ không ghi nhận tác dụng phụ nghiêm trọng. Hiện cậu bé phát triển phù hợp với độ tuổi và tiếp tục được theo dõi lâu dài để đánh giá hiệu quả của liệu pháp.
Theo các nhà nghiên cứu, trên thế giới hiện có hơn 7.000 bệnh hiếm, phần lớn có nguồn gốc di truyền, nhưng đa số chưa có thuốc điều trị đặc hiệu do chi phí nghiên cứu quá lớn so với số lượng bệnh nhân quá ít. Thành công của trường hợp KJ cho thấy mô hình phát triển thuốc "thiết kế riêng cho từng bệnh nhân" hoàn toàn có thể trở thành hiện thực.
Nếu nghiên cứu của Đại học Columbia mở ra khả năng phòng ngừa bệnh di truyền ngay từ giai đoạn phôi thai, thì thành công trong điều trị cho KJ đã chứng minh rằng những đột biến gene từng được xem là không thể chữa khỏi nay đã có thể được sửa chữa bằng các liệu pháp cá thể hóa. Dù vẫn còn nhiều thách thức về kỹ thuật, chi phí và đạo đức, hai cột mốc này đang đưa y học tiến gần hơn tới một tương lai mà việc điều trị không còn dựa trên cùng một phác đồ cho mọi bệnh nhân, mà được thiết kế chính xác theo bộ gene của từng người.
