Một loại "vắc-xin" phòng bệnh tim mạch: Tiêm một mũi ở tuổi 20 sẽ khỏe mạnh đến suốt đời

Đâu là căn bệnh đang giết nhiều người nhất thế giới? Không phải ung thư, HIV hay thậm chí COVID-19. Kẻ giết người thầm lặng và thường bị người trẻ bỏ qua nhất chính là bệnh tim mạch. Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) cho biết mỗi năm, thế giới có khoảng 17,9 triệu người chết vì bệnh tim mạch, chiếm gần một phần ba tổng số ca tử vong trên toàn thế giới vì mọi nguyên nhân.

Và điều đó cũng có nghĩa là trung bình, cứ 1,7 giây trôi qua, thế giới sẽ có một người chết vì bệnh tim mạch. Những người trẻ thường là những người không bao giờ quan tâm đến bệnh tim mạch, bởi họ nghĩ đó là căn bệnh của tuổi già.

Nhưng các bác sĩ giàu kinh nghiệm cho biết rằng nhiều yếu tố di truyền và lối sống ở độ tuổi 20-30 đã có thể làm tăng nồng độ cholesterol và triglyceride trong máu để tích tụ những mảng bám trong thành mạch - là thứ sẽ thầm lặng giết chết ai đó bằng một cơn đau tim vào sinh nhật lần thứ 50 hoặc 60 của họ.

Ngay vào lúc này, những bệnh nhân mắc bệnh nền là tim mạch cũng có tỷ lệ tử vong cao nhất trong đại dịch COVID-19.

Không phải một căn bệnh lây nhiễm, bệnh tim mạch không có vắc-xin để phòng ngừa. Hiện chúng ta chỉ có thể điều chỉnh các yếu tố lối sống như chế độ ăn uống và tập thể dục để giữ cho trái tim và mạch máu khỏe mạnh.

Nhưng một nhóm các nhà khoa học đang muốn tạo ra một mũi tiêm đặc biệt, một liệu pháp gen có thể làm giảm nồng độ cholesterol và triglyceride trong máu. Theo đó, một thanh niên sau khi đã nhận mũi tiêm này vào năm 20 tuổi sẽ phòng ngừa được bệnh tim mạch trong cả cuộc đời.

Đó là một ý tưởng cực kỳ đột phá, từ trước đến nay không mấy ai dám nghĩ sẽ chế tạo ra một "vắc-xin" dành cho những căn bệnh không truyền nhiễm như tim mạch. Phòng ngừa được bệnh tim mạch nghĩa là chúng ta sẽ cứu được gần 18 triệu mạng sống mỗi năm. Không có bệnh tim mạch cũng có nghĩa là tuổi thọ con người có thể tăng lên hàng chục năm.

Nhưng liệu ý tưởng này có thể trở nên khả quan được hay không?

Vấn đề nằm ở gan chứ không phải thức ăn

Bệnh tim mạch (VCD) là một nhóm nhiều bệnh xuất phát từ những rối loạn của tim và mạch máu. Chúng bao gồm: bệnh mạch vành (nhồi máu cơ tim), tai biến mạch máu não (đột quỵ), tăng huyết áp tăng (cao huyết áp), bệnh động mạch ngoại biên, bệnh thấp tim, bệnh tim bẩm sinh và suy tim.

Chúng ta thường cho rằng tim mạch là những bệnh gây ra bởi lối sống. Cụ thể, một chế độ ăn quá nhiều chất béo, là một nguồn nạp cholesterol và triglyceride vào cơ thể, sẽ khiến thành mạch máu tích tụ mảng bám và gây ra bệnh tim mạch.

Từ đó, chiến lược chính và xuyên suốt để phòng ngừa bệnh tim mạch hiện nay chỉ có thể khuyến cáo mọi người giảm ăn thịt, đặc biệt là mỡ động vật, đồng thời tăng cường tập luyện thể dục.

Tuy nhiên, năm 2003, trong một nghiên cứu những gia đình có mức cholesterol cao bẩm sinh dẫn đến việc mắc bệnh tim mạch từ rất sớm, các nhà khoa học Pháp đã tìm thấy một gen điều hòa cholesterol trong gan được ký hiệu là PCSK9.

Một dạng đột biến của PCSK9 di truyền trong những gia đình này sinh ra những protein làm ức chế phản ứng loại bỏ cholesterol trong máu. Hệ quà là những người sở hữu gen này sẽ có mức cholesterol tự nhiên cao ngay từ khi họ còn trẻ, khiến họ dễ mắc bệnh tim mạch hơn và dễ tử vong sớm hơn.

Nhưng cũng có một dạng đột biến khác của chính gen PCSK9 có tác dụng ngược lại. Một nhóm nghiên cứu ở Texas, Hoa Kỳ đã phát hiện ra khoảng 3% dân số có các ưu đột biến trên gen này. Các đột biến khiến PCSK9 có tác dụng hạ nồng độ cholesterol xấu (LDL) trong máu, giúp những người may mắn sở hữu nó giảm nguy cơ mắc bệnh tim mạch tới 88% so với dân số trung bình.

Gen PCSK9 được biểu hiện trong gan, nơi đều đặn mỗi ngày vẫn sinh ra từ 1,5-2 mg cholesterol nội sinh. Cùng với đó, ở gan cũng có một gen khác điều hòa quá trình phân giải và tổng hợp triglyceride - một loại mỡ máu cũng góp phần làm tích tụ mảng bám trong thành mạch máu gây ra bệnh tim mạch. Gen thứ hai này được gọi là ANGPTL3.

Những phát hiện này đã chiếm lĩnh đầu óc của Tiến sĩ Sekar Kathiresan khi ông là một giáo sư Harvrad, đồng thời là giám đốc Trung tâm Y học Gen tại Bệnh viện Đa khoa Massachusetts. Gia đình tiến sĩ Kathiresan không may mang những đột biến gen PCSK9 xấu, khiến anh trai và một người chú của ông đều chết sớm vì đau tim khi mới ngoài 40 tuổi.

Bản thân cũng đang phải kiểm soát mức cholesterol của mình bằng thuốc và một lối sống kiêng khem, tiến sĩ Sekar Kathiresan đã dành 15 năm nghiên cứu để theo đuổi một ý tưởng cực kỳ mới. Ông cho rằng vấn đề của bệnh tim mạch không hẳn là lối sống, mà nó nằm ngay trong gan của chúng ta.

Ý tưởng đơn giản là: Nếu bằng cách nào đó, chúng ta có thể xóa các đột biến xấu trong hai gen PCSK9 và ANGPTL3 hoặc thêm vào đó các đột biến tốt, bệnh tim mạch sẽ trở thành căn bệnh có thể phòng ngừa được. Về mặt lý thuyết, nó sẽ giống với một vắc-xin, hoặc thậm chí một cách chữa trị dành cho căn bệnh giết người thầm lặng này.

Chỉnh sửa hai gen PCSK9 và ANGPTL3 trong gan sẽ biến cơ thể thành một cỗ máy thích nghi được với cholesterol và triglyceride - những tác nhân gây bệnh tim mạch. Một lá gan bình thường giống như một động cơ chạy xăng sẽ chết máy nếu gặp nước. Nhưng nếu những chỉnh sửa có thể biến nó thành một động cơ chạy được ngay cả khi xăng bị lẫn với nước thì sao?

Chúng ta sẽ có một mũi tiêm phòng bệnh tim mạch cho cả cuộc đời

Những phát hiện về PCSK9 và ANGPTL3 đã giúp một số hãng dược phẩm phát triển được những loại kháng thể ngăn chặn protein mà chúng sinh ra. Nhưng vấn đề của kháng thể là chúng không tồn tại lâu dài trong cơ thể. Bạn sẽ phải tiêm lại chúng mỗi vài tuần.

Các loại kháng thể này cũng có giá đắt đỏ, do đó, lựa chọn chính để điều trị và phòng ngừa bệnh tim mạch lúc này vẫn là các loại thuốc chẳng hạn như thuốc làm loãng máu, statin làm giảm cholesterol và thuốc trị huyết áp cao. Bệnh nhân thậm chí có thể phải uống các loại thuốc này mỗi ngày trong suốt quãng đời còn lại của mình. Ở người già, quên uống thuốc tim mạch thậm chí còn là một vấn đề thường xuyên xảy ra và gây nguy hiểm.

Ý tưởng của tiến sĩ Sekar Kathiresan trước bối cảnh đó là một bước hết sức táo bạo và đột phá. Ông muốn đưa các công cụ chỉnh sửa gen CRISPR-Cas9 vào gan và thao tác trực tiếp lên hai gen PCSK9 và ANGPTL3.

CRISPR-Cas9 hiện là công cụ chỉnh sửa gen đơn giản và chính xác nhất mà con người người có trong tay. Nó sẽ cho phép tiến sĩ Kathiresan cắt ghép chính xác 23 ký tự DNA trong hai gen này để biến chúng thành những phiên bản phòng ngừa bệnh tim mạch.

Vấn đề là phải bằng cách nào đưa được các công cụ CRISPR-Cas9 là hai đoạn RNA là một trình soạn thảo gen và một hướng dẫn nhỏ hướng dẫn trình soạn thảo vào gan. Để làm được điều đó, tiến sĩ Kathiresan đã từ chức ở Harvard và Bệnh viện Đa khoa Massachusetts để lập ra Verve Therapeutics, một công ty công nghệ sinh học để phát triển công nghệ độc quyền.

Công nghệ này nhắm đến việc gói các RNA vào một quả cầu lipid nhỏ để bảo vệ nó khỏi bị phá hủy ngay khi tiêm vào máu. Các quả cầu lipid di chuyển trực tiếp đến gan, nơi chúng được các tế bào gan ăn vào. Khi đã tiếp cận được vào trong tế bào gan, nơi chứa hai gen PCSK9 và ANGPTL3, RNA sẽ được phát hành và thực hiện mục tiêu của nó.

CRISPR-Cas9 sẽ hoạt động giống như một cây bút chì và tẩy. Nó sẽ xóa các ký tự gen không mong muốn trên PCSK9 và ANGPTL3, rồi viết vào các ký tự tạo ra phiên bản gen tốt. Sau đó, các gen này sẽ chỉ định gan hạ nồng độ cholesterol và triglyceride trong máu, bảo vệ bạn khỏi bệnh tim mạch.

Năm ngoái, tiến sĩ Kathiresan và đội ngũ tại Verve Therapeutics đã thử nghiệm thành công mũi tiêm của mình trên chuột. Liệu pháp này đã chỉnh sửa thành công 30-40% gen PCSK9, khiến nồng độ cholesterol trong máu chuột giảm xuống 40%.

Năm nay, họ đã tiến đến thử nghiệm trên khỉ, và kết quả thậm chí còn khả quan hơn. PCSK9 và ANGPTL3 trong hầu hết tế bào gan của 13 con khỉ được tiêm đã được chỉnh sửa. Kết quả là nồng độ cholesterol xấu LDL của chúng đã giảm xuống 59% trong vòng 2 tuần. Nồng độ triglyceride cũng giảm xuống 64%.

Nhận định về kết quả nghiên cứu này, bác sĩ Michael Davidson, giám đốc phòng khám tại Đại học Y khoa Pritzker cho biết: "Đây có thể là một loại thuốc chữa bệnh tim mạch". Một mũi tiêm CRISPR-Cas9 đánh thẳng vào gốc rễ của một vấn đề gây ra bệnh tim, đó là sự điều phối chuyển hóa cholesterol và triglyceride ở gan.

Bệnh nhân có thể chỉ cần một mũi tiêm duy nhất để phòng ngừa hoặc quản lý bệnh tim mạch của mình cả đời. Như bây giờ, nhiều người ở tuổi 50 rất có thể sẽ bị đau tim sau nhiều thập kỷ tích lũy nồng độ cholesterol và triglyceride cao trong máu.

Nhưng nếu gen PCSK9 đã được chỉnh sửa từ khi họ 20 tuổi, những người này sẽ miễn nhiễm với bệnh tim mạch cả đời, bác sĩ Michael Davidson nói.

Tuy nhiên, tiến sĩ Kathiresan cho biết ông và Verve Therapeutics sẽ cần một vài năm nữa để phát triển mũi tiêm CRISPR-Cas9 của mình đến thử nghiệm lâm sàng trên người. Mục tiêu bây giờ là tiếp tục các thử nghiệm lâm sàng trên khỉ để kiểm tra xem mũi tiêm có hạ nồng độ cholesterol trong máu xuống quá thấp hay không.

Bởi cholesterol vẫn phục vụ một số chức năng trong cơ thể, không có nó, chúng ta sẽ có những vấn đề mới phát sinh. Mũi tiêm cần phải kiểm soát được nồng độ cholesterol một cách chính xác. Và vì chúng ta chỉ tiêm nó một lần, sẽ không có cơ hội để làm lại hoặc sửa chữa những sai sót mà nó gây ra.

Mặc dù vậy, "thuần hóa" được bệnh tim mạch vẫn là một mục tiêu đáng theo đuổi. Căn bệnh thầm lặng đang giết chết gần 18 triệu người mỗi năm và hàng tỷ USD đổ vào hệ thống chăm sóc y tế. Các nghiên cứu ước tính, phòng tránh bệnh tim mạch có thể giúp con người có thêm từ 12-23 năm tuổi thọ.

Mũi tiêm Verve Therapeutics nếu được phát triển thành công sẽ thực sự đáng giá.

Tổng hợp