Giải Nobel Y học tôn vinh “tế bào gốc”: Đột phá từ một con ếch

(TT&VH) - Nhà khoa học Anh John B. Gurdon và nhà khoa học Nhật Bản Shinya Yamanaka đã vừa chia sẻ giải Nobel Y học cho nghiên cứu của họ liên quan tới kỹ thuật "tái lập trình tế bào", vốn đã phá bỏ một rào cản lớn và thúc đẩy sự phát triển của rất nhiều hoạt động, từ nhân bản vô tính, cho tới việc chữa bệnh nhờ liệu pháp tế bào gốc.

Theo Hội đồng giám khảo Uỷ ban giải thưởng Nobel, giải Y học năm nay được trao cho Gurdon và Yamanaca bởi các công trình nghiên cứu của họ cho thấy tế bào trưởng thành có thể được lập trình lại để trở thành tế bào gốc đa năng (một loại tế bào có thể phát triển thành bất kỳ tế bào nào bao gồm cả tế bào phôi hoặc trưởng thành).

Đảo ngược vòng phát triển của tế bào

Phát hiện của họ, được đánh giá giống như việc đi ngược thời gian trong giới nghiên cứu sinh học, đã nằm trong nhóm những kỳ tích khoa học hiện đại khiến người ta phải sửng sốt.

Các nhà khoa học lâu nay vẫn tin rằng số phận của các tế bào trong cơ thể của chúng ta chỉ diễn ra theo một chiều. Cuộc sống của mọi người chúng ta bắt đầu dưới dạng một quả trứng đã thụ tinh, trước khi biến thành phôi thai với các tế bào chưa trưởng thành, chưa phân chia. Rồi từ cái gốc hết sức sơ khai này, các tế bào phát triển dần thành một con người, một tập hợp của những tế bào đã chuyên biệt hóa, của máu, da, cơ và xương.

John B. Gurdon (trái) và Shinya Yamanaka, hai người giành giải Nobel Y học năm nay

Tiến sĩ Gurdon và Yamanka đã làm công việc quan trọng trong việc chứng minh rằng các tế bào không chỉ gắn bó với một số phận nhất định của nó mà có thể biến đổi trở lại tình trạng nguyên thủy ban đầu.

Không có phát hiện kể trên, cừu Dolly và các hoạt động nhân bản vô tính về sau sẽ không thể thành hiện thực. Nó đã khiến người ta phải viết lại sách giáo khoa về sinh học và khai sinh cho một lĩnh vực nghiên cứu mới.

Nó cũng cho phép các nhà khoa học tạo ra tế bào gốc mà không phải phá hủy phôi người, một hành động lâu nay vẫn bị xem là phi đạo đức. Quan trọng hơn, nó mở ra triển vọng chữa trị cho một bệnh nhân mắc chứng nan y chỉ bằng việc sử dụng mô và tế bào từ chính bệnh nhân.

Hai nghiên cứu cách nhau 40 năm

John B. Gurdon sinh năm 1933, hiện đang làm việc tại Viện nghiên cứu Gurdon thuộc Đại học Cambridge.

Năm 1962, Gurdon đã triển khai một thí nghiệm táo bạo, trong đó ông thay thế phần nhân tế bào của một con ếch với phần nhân lấy ra từ một tế bào trưởng thành đã chuyên biệt hóa, trích xuất từ ruột của một con nòng nọc.

Kết quả là quả trứng đã phát triển thành một con nòng nọc vô tính và sau đó là một con ếch vô tính.

John B. Gurdon trong phòng thí nghiệm, cạnh thùng chứa những con ếch vô tính tạo ra từ phương thức nghiên cứu của ông

Song phát hiện quan trọng nhất mà Gordon thu được là: bộ gene của một tế bào trưởng thành đã chứa đủ các thông tin cần thiết để nó có thể phát triển thành mọi dạng tế bào trong cơ thể.

Nhưng hoạt động chuyển nhân tế bào là việc rất khó thực hiện về mặt kỹ thuật. Liệu người ta có thể khởi động lại đồng hồ phát triển của các tế bào đã trưởng thành mà không cần sử dụng tới kỹ thuật nhân bản vô tính?

40 năm sau thời điểm trên, Tiến sĩ Yamanaka, sinh năm 1962, là giáo sư ở Đại học Kyoto, đã có đáp án.

Ông cho thấy rằng hoàn toàn có thể thay đổi chương trình hoạt động của một tế bào trưởng thành và biến nó thành dạng tế bào gốc mà không cần phải thực hiện việc chuyển nhân. Ông làm điều này bằng cách cấy vài gene vào trong các tế bào người đã trưởng thành, dẫn tới việc các tế bào này biến đổi trở lại dạng tế bào gốc. Các thí nghiệm khác cho thấy rằng các tế bào gốc đã qua biến đổi này hoàn toàn có thể phát triển lên thành tim, hệ thần kinh và các phần mô tạng khác trong cơ thể người.

Trong một cuộc phỏng vấn hồi năm 2007 với tờ Wall Street Journal, Tiến sĩ Yamanaka chỉ ra rằng, không giống phương thức nhân bản vô tính khó khăn hơn, "bất kỳ các nhà khoa học nào với kiến thức công nghệ cơ bản liên quan tới tế bào và sinh học phân tử đều có thể viết lại chương trình của tế bào".

Mở đường chống lại các bệnh nan y

Việc viết lại chương trình của tế bào hiện vẫn chỉ nằm trong các hoạt động thử nghiệm ở phòng thí nghiệm. Chưa một bệnh nhân nào được chữa trị bằng các tế bào đã qua biến đổi.

Tuy nhiên các công trình nghiên cứu mang tính sơ khai của Gurdon và thành tựu gần đây của Tiến sĩ Yamanaka đã truyền cảm hứng cho hàng trăm phòng nghiên cứu trong việc thử và biến công nghệ mới tới chỗ có thể ứng dụng trong thực tiễn.

Mới chỉ trong tuần trước, các nhà khoa học Nhật Bản cũng nói rằng họ mới dùng phương thức của Yamanaka để tạo ra các quả trứng chuột với đầy đủ chức năng hoạt động bình thường.

"Gurdon và các thí nghiệm của ông trên những con ếch đã đặt nền tảng cơ bản cho sự hiểu biết của chúng ta về các vấn đề như sự chuyên biệt hóa của tế bào trong sinh học phân tử" - Martin Evans, một nhà tiên phong về tế bào gốc ở Anh, người từng nhận giải Nobel Y học 2007, cho biết trong một cuộc phỏng vấn - "Các thí nghiệm của Yamanaka mang tới sự đột phá nghiêng nhiều hơn về khía cạnh kỹ thuật".

Theo Evans, nghiên cứu của  Yamanaka đã mở đường để các bệnh nhân nan y có thể sử dụng tế bào của chính họ làm nguồn mô tạng mới để chữa trị bệnh tật.

Tường Linh (Theo Wall Street Journal)