Khám phá gen giúp điều trị loãng xương

Năng tập thể dục thể thao, nhất là từ khi còn trẻ, sẽ giúp ngăn chặn loãng xương đến nhanh-N.C.T.

Loãng xương là một bệnh lý hay thấy ở người cao tuổi, nhất là nữ sau mãn kinh và nam trên 60 tuổi. Đặc điểm của bệnh loãng xương là sức mạnh của xương bị suy giảm đến độ nguy hiểm, có khi chỉ một cái hắt hơi cũng bị gãy xương.

Sức mạnh của xương được xác định bởi mật độ chất khoáng trong xương (gọi tắt là mật độ xương) và cấu trúc của xương. Do đó, các nỗ lực về nghiên cứu loãng xương tập trung vào hai yếu tố mật độ xương và chất lượng xương.

Mật độ xương rất khác biệt giữa các cá nhân dù cùng độ tuổi, giới tính và môi trường sống. Nghiên cứu trên người sinh đôi cho thấy gần 80% khác biệt về mật độ xương là do di truyền. Hai chữ “di truyền” ở đây là gen.

Mò kim đáy biển

Trong số hơn 23.000 gen trong nhiễm sắc thể, mỗi gen có hàng vạn chỉ dấu (marker), như một đường thẳng dài hàng triệu kilômet có nhiều địa phương, mỗi địa phương có nhiều chỉ dấu, việc truy tìm gen cụ thể liên quan đến một bệnh lý chẳng khác mò kim đáy biển.

“Thủ phạm” gây bệnh nằm đâu đó trên con đường dài, tìm đích xác thủ phạm nằm ở đâu, thủ phạm làm gì để gây bệnh là một thách thức lớn cho giới khoa học, từ sinh học lâm sàng, công nghệ sinh học, thống kê học đến khoa học máy tính.

Mấy năm gần đây, công nghệ giải trình tự toàn bộ hệ gen (WGS) ra đời, và đem lại một làn gió mới cho công cuộc truy tìm gen. Với WGS, các nhà khoa học có thể xác định toàn bộ các trình tự ADN trong nhiễm sắc thể tại một thời điểm. Vì tính cách toàn bộ đó nên việc truy tìm gen trở nên tương đối dễ dàng hơn. Khoảng năm năm trước, để giải trình tự toàn bộ cho một cá nhân tốn khoảng 15.000 USD. Ngày nay, chi phí đó giảm còn khoảng 1.500 USD và sẽ còn 500 USD trong vòng năm năm tới.

Gen mới

Ở Anh có dự án UK10k để giải trình tự 10.000 cá nhân, và dùng dữ liệu đó để truy tìm gen gây ra bệnh tật. Đây là một dự án lớn, với sự tham gia của hàng trăm giáo sư và nhà khoa học từ châu Âu, Mỹ, Canada và Úc. Hai tuần trước, dự án UK10k công bố khám phá đầu tiên liên quan đến bệnh loãng xương. Dùng WGS trên hơn 50.000 cá nhân, nhóm nghiên cứu đã phát hiện gen EN1 có liên quan đến mật độ xương ở người da trắng. Người có biến thể T của gen EN1 có mật độ xương cao hơn (khoảng 2-5%) so với người có biến thể C.

Xương bình thường Loãng xương

Đây là một khám phá đắt tiền (vì tốn gần 50 triệu USD) nhưng rất quan trọng, vì nó mở ra một cửa sổ mới cho nghiên cứu và tìm hiểu về bệnh loãng xương. Gen EN1 nằm trong nhóm gen Homeobox có chức năng điều hành sự phát triển của các cơ phận trong cơ thể. Ở người, cho đến nay chưa ai biết chức năng và cơ chế ảnh hưởng của EN1 đến hệ thống cơ xương.

Nhưng phát hiện mới này sẽ làm tiền đề cho các nghiên cứu cơ bản trong tương lai. Trước đây, giới khoa học đã khám phá khoảng 50 gen liên quan mật độ xương và loãng xương. Khám phá gen EN1 là đóng góp mới cho nỗ lực chuyển giao nghiên cứu gen sang ứng dụng lâm sàng.

Nghiên cứu gen để làm gì?

Nghiên cứu về tác động và cơ chế của gen đến bệnh lý là một định hướng nghiên cứu quan trọng mà nhiều nhóm nghiên cứu trên thế giới đã và đang theo đuổi.

Lợi ích về nghiên cứu gen có thể tóm tắt trong ba điều: tiên lượng bệnh, khám phá cơ chế bệnh, phát triển thuốc điều trị. Đối với bệnh lý loãng xương, tiên lượng chính xác ai có nguy cơ gãy xương cao là một nỗ lực quan trọng nhưng đầy khó khăn, vì gãy xương có rất nhiều yếu tố nguy cơ. Nhiều nghiên cứu cho thấy có thể dùng thông tin về gen để tiên lượng gãy xương chính xác hơn.

Gen còn giúp bác sĩ chọn thuốc điều trị thích hợp hơn. Hiện nay, rất nhiều thuốc điều trị các bệnh lý phức tạp như tim mạch, tiểu đường, loãng xương, ung thư... chỉ đem lại lợi ích cho một số bệnh nhân, còn một số khác (có thể lên đến 30%) là không có hiệu quả, thậm chí gây tác hại. Một hồ sơ gen có thể giúp bác sĩ chọn thuốc điều trị thích hợp cho từng bệnh nhân và giảm nguy cơ tác hại phụ. Đây là xu hướng “y học cá nhân hóa” đang hình thành và sẽ có ảnh hưởng lớn đến thực hành lâm sàng trong tương lai.

Phát hiện gen dẫn đến hiểu biết tốt hơn về cơ chế của bệnh. Ví dụ tiêu biểu là phát hiện gen LRP5 liên quan đến mật độ xương đã dẫn đến một cuộc cách mạng nhỏ trong chuyên ngành loãng xương. Từ những hiểu biết này, thuốc mới cũng được phát triển và ứng dụng trong việc điều trị loãng xương. ■