Xây dựng bản đồ gen người sẽ biết hầu hết những gen tiền căn của hàng trăm các bệnh di truyền trong đó có bệnh cao huyết áp, bệnh thiên đầu thống, bệnh nhầy nhớt, bệnh máu không đông, ung thư vú, ung thư đại tràng, bệnh tâm thần v.v...
“Các nhà khoa học trên thế giới, chắc dễ dàng dễ nhớ lại rằng ngày 14-9-1990 là ngày đầu tiên những người Mỹ đã đưa những gen mới vào cơ thể con người. Đó là French Anderson, Michel Blaese và Ken Culver ở Viện sức khoẻ quốc gia đã dùng một loại thuốc gen chữa bệnh cho một bé gái 4 tuổi mắc bệnh hiểm nghèo - đó là bệnh suy giảm miễn dịch phối hợp gọi tắt là SCID – phải sống trong một căn buồng hoàn toàn vô khuẩn. Bệnh này bị, gây ra là do thiếu một gen có tác dụng kiểm soát quá trình sản xuất một enzym – gọi là adenosin deaminase (ADA) có vai trò quan trọng trong quá trình miễn dịch bảo vệ cơ thể. Các bác sỹ nói trên đã đặt những bản sao của gen ADN vào các tế bào bạch cầu trong máu bé gái.
Đến tháng 5/1993, nhân một cuộc họp báo, các nhà báo đã được trông thấy bé gái đó hoàn toàn khoẻ mạnh. Đây chỉ là một loại liệu pháp gen – tức là cấy một gen mới vào những tế bào cần những gen đó và các tác giả đã thành công.
Hiện nay thì rõ ràng là sinh học phân tử đã và đang đưa y học lên những đỉnh cao mà trước đây chưa ai dám mơ ước tới. Với đà này người ta dự đoán đến tương lai y học của những năm tới đúng như Perut – một con cá kình của ngành sinh học phân tử đã trả lời phỏng vấn của một số nhà báo quốc tế về tương lai đó như sau: Một sáng mùa xuân của năm 2000, có thể một thí sinh vào tôi sẽ trả lời được câu hỏi: “Anh hãy bốc thuốc gen (gene drug) để chữa bệnh tâm thần cho một hoàng đế”.
Thật ra để sáng tạo được một thuốc gen trong điều trị đặc hiệu, người ta cần phân lập được một gen tương ứng trong mạch DNA. Gen này được cắt bởi enzym hạn chế (restritase), sau đó được ghép vào mạch DNA của một plasmid tách ra từ vi khuẩn nhờ enzym ligase để tạo DNA tái tổ hợp. DNA tái tổ hợp này lại được đưa vào vật chủ và được nhân lên với tế bào chủ để sản xuất ra protein mong muốn với số lượng lớn phục vụ cho điều trị. Đó là các chặng đường tổng quát của một công nghệ DNA tái tổ hợp hay gọi ngắn gọn là công nghệ gen (genetic engineering).
Trong vòng hơn 10 năm qua, người ta đã có hơn 100 chất được tạo ra bằng công nghệ gen để đưa vào nghiên cứu thực nghiệm lâm sàng, trong đó có khoảng 30 - 40 chất đã được phép đưa ra bán ở thị trường. Chúng ta có thể kể ra một số chất mà chúng là sản phẩm của công nghệ gen mà mỗi sản phẩm đó đã có con số doanh thu khổng lồ đến khoảng trên 100 triệu USD tính cho đến thời điểm 1992, chẳng hạn hormon tăng trưởng một loại hormon của thuỳ trước tuyến yên trước đây vẫn phải chiết từ não người mới chết thì bây giờ tổng hợp bằng con đường này được phép bán đã doanh thu 575 triệu USD. Insulin điều trị bệnh tiểu đường ra đời đầu tiên (trong công nghệ gen) do hãng Eli Lilly sản xuất cũng đã thu về một lợi nhuận 625 triệu USD. Interferon alfa sử dụng trong điều trị các loại ung thư khác nhau có doanh thu 565 triệu USD. Yếu tố tăng trưởng bạch cầu (G.CSF) tên thương mại là Neupogen giúp tạo bạch cầu trong các xử trí thiếu máu do hoá chất điều trị ung thư hoặc hỗ trợ quy trình ghép tủy cũng đã được sản xuất và thu về được 541 triệu đô la Mỹ.
Yếu tố làm tan cục huyết khối (T.PA) tên thương mại là Activase dùng trong điều trị bệnh nhồi máu cơ tim cũng được sản xuất bằng công nghệ gen và đưa về một lợi nhuận 230 triệu USD. Đặc biệt hơn cả chất erythropoetin – tạo hồng cầu dùng trong thiếu máu ở người suy thận đã có doanh thu trên một ngàn triệu đô la Mỹ v.v... Trên đây chỉ là loại thứ hai của cách trị liệu gen tức là tạo ra sản phẩm từ gen để chữa bệnh một cách đặc hiệu.
Cho đến bây giờ thì người ta đã tính có đến 7 loại liệu pháp gen đang được dùng để thử nghiệm điều trị trong đó có hai loại đã nói trên, đó là:
1. Loại điều trị antisense (điều trị ngược hướng) và antigene (loại điều trị chống gen buộc cả chuỗi kép DNA lại).
2. Loại đưa một gen mới vào sản xuất ra chất cần thiết để tiêu hủy tế bào bệnh. Ví dụ như đưa gen cytokin tái tổ hợp để điều trị ung thư.
3. Sử dụng công nghệ gen trong cấy ghép các cơ quan bằng cách thu các cơ quan động vật có gen người để ghép tránh được hiện tượng thải trừ miếng ghép đồng thời giải quyết được nạn khan khiếm phủ tạng.
4. Thay phẫu thuật bằng liệu pháp gen đó là trường hợp các mạch máu bị co thắt mà phẫu thuật phức tạp không thực hiện được thì đưa gen sinh mạch máu vào để tạo ra những mạch máu phụ, tránh sự tàn phế cho bệnh nhân.
5. Tạo các vaccin tái tổ hợp gen để phòng chữa các bệnh nhiễm khuẩn và virus.
6. Thay thế hẳn gen bệnh bằng gen lành.
7. Cấy gen vào vi khuẩn nấm men để tạo thuốc mới điều trị các bệnh như insulin, hormon tăng trưởng v.v...
Trong lời nói đầu này, chúng tôi cũng muốn giới thiệu dự án quốc tế về nghiên cứu hệ gen của người và thành công của nó hiện nay. Dự án này đã được đặt ra từ tháng 1/1984 với gần 3000 nhà khoa học nổi tiếng của 50 nước tham gia. Công trình lúc đầu dự kiến kéo dài từ 25 đến 30 năm và chi khoảng từ 3000 đến 4000 triệu đô la Mỹ. (International Human Genome Organization) và gọi tắt là dự án Hugo.
Chúng ta hãy hình dung, con người có khoảng từ 10 đến 100 ngàn tỷ tế bào. Trong mỗi cm3 mô sống có hàng triệu tế bào. Mỗi tế bào có một nhân. Mỗi nhân đó chứa 46 nhiễm sắc thể đó là DNA (acid desoxyribonucleic). DNA của người có tới 3000 triệu nucleotid. Gen chỉ là một đoạn ngắn của DNA. DNA nằm trong 46 nhiễm sắc thể và phân chia thành khoảng 30.000 gen đến 100.000 gen. Gen gồm một phần có chức năng mã hoá gọi là exon, phần kia hiện chưa rõ chức năng gọi là intron. Phần không mã hoá chiếm tới 99% tổng lượng của ADN.
Các gen không hoạt động thì có mặt ở tất cả các tế bào. Ví dụ một gen hormon sinh trưởng chỉ biểu lộ chức năng ở một số tế bào của thuỳ trước tuyến yên, còn ngoài ra thì không.
Chúng ta hãy tưởng tượng đây là một sợi dây đường kính 1cm mà dài khoảng 10.000 cây số để có 1 ý niệm về nhiệm vụ lớn lao đặt ra với những nhà khảo sát hệ gen người.
Tuy có nhiều khó khăn như vậy, nhưng vào tháng 5/1994 Viện nghiên cứu gen đơn bội (TIGR) ở Maryland – Mỹ tuyên bố đã khám phá được phần lớn gen người trong khoảng thời gian chưa đầy 2 năm, trong khi chính phủ các nước đánh giá phải mất 20 năm hợp tác quốc tế mới đạt được mục tiêu trên. Theo tạp chí Sciences et Avenir và Nouvel Observateur cho biết thì Craig Venter – người sáng lập ra TIGR đã hợp tác với Mlark Adams bắt đầu từ tháng 6/1992 nghiên cứu một phương pháp phân khúc bộ gen người. Mỗi tháng trung bình họ phân khúc được khoảng 1000 gen. 30 robôt phân khúc giúp họ gia tăng công suất lên gấp 10 lần. Tuy làm việc cho Viện y tế quốc gia Mỹ, TIGR là công ty tư nhân, hiện TIGR đang lưu trữ đến hàng trăm ngàn phân khúc gen người và chưa ai biết những dữ liệu quý giá này sẽ công bố vào lúc nào. Chắc họ đang chờ “ngã giá” sẽ công bố khi những mục tiêu lợi nhuận hợp pháp của họ được bảo đảm – có nghĩa là khi họ được cấp bằng sáng chế và sở hữu trí tuệ về các kết quả nghiên cứu trên.
Đến nay thì dự án quốc tế về gen người có thể nói hy vọng giải mã khoảng 30.000 loại gen. Chỉ đến năm 2003 là xong, sớm hơn dự định là khoảng 10 năm. Hàng năm các công ty dược thế giới đang săn đuổi và đầu tư khá mạnh để hy vọng được sản xuất thuốc theo thiết kế mỗi loại gen riêng được giải mã. Hãng Hoffman La Roche đang đầu tư tìm các gen trong tế bào khối u để chế tạo các loại thuốc phù hợp, tiêu diệt có chọn lọc các khối u đó và để đẩy nhanh quá trình này, họ còn hợp tác với Viện Công nghệ Synteni và Affimetrix để chế tạo vi mạch sinh học (biochip) đưa thuốc gen vào. Như vậy, tiếp theo các ngành công nghệ khác rõ ràng biochip hiện nay lại đang mở đầu một thời đại công nghiệp về gen.
Theo báo Fortune mới đây người ta dự đoán rằng các công ty hàng đầu về gen hiện nay sẽ có một thị trường 5000 triệu USD vào năm 2005 và sẽ lên 40.000 triệu USD vào năm 2010.
Cũng phải nói thêm rằng, nhờ xây dựng bản đồ gen người , người ta đã hy vọng đến năm 2005 sẽ biết hầu hết những gen tiền căn của hàng trăm các bệnh di truyền trong đó có bệnh cao huyết áp, bệnh thiên đầu thống, bệnh nhầy nhớt, bệnh máu không đông, ung thư vú, ung thư đại tràng, bệnh tâm thần v.v... và y học lúc này sẽ nghiên cứu loại trừ bệnh hơn là điều trị bệnh. Vậy thì sẽ mở ra một viễn cảnh y học dự phòng gen song song với y học chẩn đoán gen và y học điều trị gen.
Chẳng có chuyên gia nghiêm túc nào dám liều đoán trước bao lâu nữa các trị liệu gen, chẩn đoán gen sẽ phổ cập, nhưng người ta không nghi ngờ gì về tương lai rạng rỡ của kỹ thuật này nữa.
Thật ra chẳng có gì để cản trở các thành tích y học táo bạo nhất cả - chẳng hạn từ những năm:
- 1976 người ta đã thành công tổng hợp gen huyết cầu tố.
- 1978 cho ra đời em bé đầu tiên thụ tinh trong ống nghiệm
- 1981 thí nghiệm chuyển gen đầu tiên ở động vật.
- 1984 sinh sản vô tính một vi khuẩn cấp gen chứng bệnh máu không đông ở người
- 1990 trị bệnh bằng thao tác di truyền suy giảm miễn dịch phối hợp (SCID) ở bé gái.
- 1991 chẩn đoán di truyền đầu tiên ở bào thai người.
- 1993 thành công trong sinh sản vô tính từ phôi thai người.
- Rồi 1997 cả thế giới sững sờ với thành tích công bố đầu tháng ba vừa rồi với sinh sản vô tính ở động vật bậc cao về con cừu Dolly và gần đây con cừu Polly mang gen người của các trường phái Anh để hy vọng ghép các cơ quan nội tạng của vật cho người kéo dài tuổi thọ cũng như có thể tạo ra protein người qua sữa cừu cần thiết cho việc chữa bệnh với khối lượng thương mại lớn.
Vì vậy, có nhiều người lãng mạn còn có cơ sở khoa học để vui miệng nói rằng – trong tương lai người ta có thể tái tạo lại thiên tài lỗi lạc Mosa, Enstein, các nghệ sĩ tài hoa như Michael Jackson, các mỹ nhân lừng lẫy như Marilyn Monroe, nhà kinh doanh nổi tiếng như Bill Gates, cầu thủ bóng đá siêu quần như Maradona...
Nhưng khi hỏi Bill Gates 41 tuổi đã tự tay gây dựng một số tài sản trị giá 22 tỷ đô la rằng: “Nếu người ta tạo ra một Bill Gates thứ hai thì sao?” Ông ta nói, “ông không muốn thấy nhiều Bill Gates bởi vì ông bảo ông tin ở bản tính độc đáo vô song của mỗi cá nhân”. Như vậy ông ta nói có thể có lý vì có thể không phải gen quyết định hết thảy. Ví dụ trẻ em sinh ra đều có gen học nói, nhưng gen không dự đoán em đó nói tiếng Anh, Pháp hay tiếng nước nào...
GS. VS. TSKH. Đái Duy Ban