Using Stem Cells to Cure Autism, Epilepsy & Schizophrenia | Dr. Sergiu Pașca

Sự phát triển não người và các rối loạn tâm thần như tự kỷ vẫn còn là điều bí ẩn sâu sắc không phải vì chúng ta thiếu công cụ, mà vì bản thân não bộ khó tiếp cận trong những giai đoạn quan trọng nhất. Tiến sĩ Sergio Pasca đề xuất một giải pháp mang tính triệt để: nuôi các bản sao của mạch não trong đĩa nuôi cấy. Cuộc trò chuyện này phá vỡ quan niệm đơn nhất về tự kỷ, tiết lộ rằng đó không phải là một bệnh đơn lẻ mà là một phổ các rối loạn, nhiều trường hợp có nền tảng di truyền mạnh, và khám phá cách công nghệ tế bào gốc tiên tiến đang mở ra con đường mới để hiểu và thậm chí chữa trị những rối loạn thần kinh nghiêm trọng nhất.

Cuộc thảo luận làm rõ rằng tự kỷ, được chẩn đoán chủ yếu qua quan sát hành vi, là một phổ trong đó những dạng nghiêm trọng và làm suy giảm nhất thường liên quan đến các đột biến di truyền cụ thể. Tỷ lệ mắc đã tăng lên gần 3% dân số, sự gia tăng này được cho là do chẩn đoán tốt hơn, sự di chuyển chẩn đoán và có lẽ là sự kết hợp của các yếu tố di truyền hiếm gặp và môi trường. Việc tập trung lịch sử vào các nguyên nhân tương quan — từ lý thuyết “mẹ tủ lạnh” đến vắc-xin — đã nhường chỗ cho nhận thức về di truyền là nhân tố chính, đặc biệt đối với “tự kỷ nghiêm trọng” liên quan suy giảm nặng, khuyết tật trí tuệ và động kinh. Tuy nhiên bước đột phá thực sự nằm ở các mô hình nghiên cứu mới. Bằng cách sử dụng tế bào gốc cảm ứng đa năng (được lấy từ một mẫu sinh thiết da nhỏ và “tái lập trình” bằng các yếu tố Yamanaka), các nhà khoa học hiện có thể tạo ra các organoid não ba chiều và thậm chí kết nối chúng thành các mạch chức năng gọi là assembloids. Các mô sống này tự tổ chức, tuân theo tiến trình phát triển nội tại và cho phép các nhà nghiên cứu xác định chính xác các khiếm khuyết ở cấp tế bào và mạch trong các rối loạn như hội chứng Timothy, một dạng tự kỷ di truyền nghiêm trọng.

Công nghệ này đang chuyển từ bàn thí nghiệm đến lâm sàng. Bằng cách nghiên cứu các assembloid có nguồn gốc từ người, phòng thí nghiệm của Pasca đã xác định được một khiếm khuyết phân tử chính xác trong hội chứng Timothy và phát triển một liệu pháp dựa trên axit nucleic nhắm mục tiêu, đảo ngược các dấu ấn bệnh lý trong mô hình của họ, và một thử nghiệm lâm sàng hiện đang được chuẩn bị. Đây là một bước ngoặt: một liệu pháp cho một rối loạn tâm thần được phát triển hoàn toàn từ mô hình tế bào gốc người, vượt qua giới hạn của nghiên cứu trên động vật. Cuộc trò chuyện cũng đối mặt với những trách nhiệm đạo đức to lớn đi kèm với sức mạnh này — từ nguy cơ của các phòng khám tế bào gốc thiếu kiểm soát đến nhu cầu dùng ngôn ngữ chính xác (tránh các thuật ngữ như “não tí hon”) và xây dựng khung để xem xét các nghiên cứu cấy ghép trong tương lai. Mục tiêu cuối cùng không phải là xây dựng những bộ não thay thế, mà là tạo ra các mô hình trung thực mở khóa sinh học của các rối loạn và dẫn đến các phương pháp chữa trị hợp lệ cho những người chịu ảnh hưởng nặng nhất.

Những phát hiện bất ngờ

• Organoid não trong đĩa nuôi giữ một chiếc đồng hồ phát triển nội tại. Ngay cả khi không có các tín hiệu bên ngoài như các hormone liên quan đến quá trình sinh, những cụm tế bào này tự động chuyển đổi các kiểu phụ của thụ thể thần kinh chính đúng vào tháng thứ chín nuôi cấy — phản chiếu mốc phát triển tương ứng với lúc sinh ở người.


• Một tỷ lệ đáng kể các trường hợp tự kỷ hiện nay có nguyên nhân di truyền có thể xác định được. Mặc dù tự kỷ được định nghĩa bằng hành vi, khoảng 20% người được chẩn đoán nay có thể được xác định nguyên nhân di truyền cụ thể, mặc dù điều này hiếm khi dẫn đến liệu pháp được cá thể hóa.


• Sức mạnh tự tổ chức của các mạch có nguồn gốc từ tế bào gốc rất đáng kinh ngạc. Các nhà khoa học có thể tạo ra các “assembloid” nhiều phần (ví dụ kết nối vỏ não, tủy sống và cơ), và các tế bào sẽ tự tìm thấy nhau và hình thành các mạch chức năng truyền tín hiệu, thậm chí có thể kích thích co cơ.


• Những giải thích lịch sử về tự kỷ không chỉ sai mà thường gây hại. Thuyết phân tâm học chiếm ưu thế trong thập niên 1950–60 đã đổ lỗi cho “mẹ tủ lạnh” (những bà mẹ lạnh lùng về cảm xúc) là nguyên nhân gây tự kỷ, trái ngược hoàn toàn với hiểu biết ngày nay về các thành phần sinh học và di truyền mạnh mẽ.


• Một số hiện tượng được quan sát ở tự kỷ, như triệu chứng cải thiện khi sốt, có thể không đặc hiệu cho bệnh. Mặc dù được báo cáo theo giai thoại, những thay đổi như vậy cũng xảy ra ở trẻ phát triển điển hình khi sốt, làm nổi bật thách thức trong việc tách biệt các hiệu ứng nhân quả trong một phổ rộng các tình trạng.

Kết luận thực tiễn

• Hãy cực kỳ nghi ngờ các liệu pháp tế bào gốc thương mại, đặc biệt cho các bệnh thần kinh. Các phòng khám cung cấp các mũi tiêm chưa được chứng minh cho tự kỷ hoặc các rối loạn não khác hoạt động thiếu cơ sở sinh học và giám sát pháp lý, mang rủi ro lớn (nhiễm trùng, tăng sinh khối u), và bất kỳ lợi ích cảm nhận được nhiều khả năng là do hiệu ứng giả dược hoặc do phản ứng viêm tạm thời.


• Hiểu tự kỷ như một phổ với nhiều nguyên nhân và nhu cầu khác nhau. Nhận ra sự phân biệt quan trọng giữa những người trên phổ có chức năng cao và những người bị “tự kỷ nghiêm trọng” cần chăm sóc suốt đời; điều này làm rõ nhu cầu cấp bách về nghiên cứu sinh học nhắm mục tiêu và liệu pháp cho các trường hợp nghiêm trọng nhất.


• Xem xét tiềm năng của xét nghiệm di truyền với góc nhìn tinh tế. Đối với các bậc cha mẹ tương lai, sàng lọc di truyền có thể xác định nguy cơ của một số rối loạn có tính thâm nhập cao, nhưng đối với nhiều tình trạng (như mất đoạn 22q11.2 liên quan đến tâm thần phân liệt), kết quả mang tính xác suất và bị ảnh hưởng bởi các yếu tố di truyền khác và môi trường, do đó cần tư vấn di truyền cẩn trọng.


• Nhận thức rằng quá trình trưởng thành não người kéo dài. Sự myelin hóa — quá trình cách điện neuron để truyền tín hiệu hiệu quả — tiếp tục đến tận cuối tuổi hai mươi, đặc biệt ở các vùng trán điều khiển chức năng điều hành, điều này có ý nghĩa trong việc hiểu hành vi vị thành niên và người trẻ trưởng thành.