Tweet
Cứ mỗi 5 giây, thế giới lại có một người bị chết vì bệnh tiểu đường, giới khoa học đang tìm cách ngăn chặn điều tệ hại này, bằng một phương pháp mới, hứa hẹn sẽ chữa trị tận gốc căn bệnh này.
Chúng ta thừa biết rằng, cơ thể người là một cỗ máy sinh học thật kỳ diệu. Trong đó, phần cứng là các bộ phận, mô các cơ quan và tế bào cụ thể. Phầm mềm là những chức năng mà từng cơ quan đó được lập trình để đảm nhiệm ngay từ khi còn là bào thai trong bụng mẹ.
Thế nhưng, đôi khi, một phần cứng trong cơ thể bạn có thể bị hỏng hóc và gây ra bệnh tật. Lúc đó, phần mềm sinh học có thể được lập trình lại để giải quyết các khiếm khuyết, bằng cách tận dụng các phần cứng khỏe mạnh còn lại.
Chẳng hạn, những người bị khiếm thị thường có tế bào thính giác và khứu giác nhạy bén hơn người bình thường. Ngược lại, vỏ não thính giác ở người bị khiếm thính giác vì không còn tác dụng, sẽ được tái lập trình để chuyển sang sự hỗ trợ xử lý thông tin xúc giác.
Giới khoa học khi quan sát thấy ở người bị mất ngón tay trỏ do tai nạn, họ đã chuyển đổi con đường tín hiệu thần kinh điều khiển ngón trỏ qua ngón giữa. Ngón giữa vì thế đã được biến thành một ngón tay trỏ mới.
Giáo sư Joe Zhou
Giáo sư Joe Zhou (Trường Đại học Y dược Cornell) chứng minh rằng, ông có thể lập trình lại tế bào ở bao tử để giúp cho chúng sản sinh ra insulin, thay cho tế bào beta ở tuyến tụy của người mắc bệnh tiểu đường đã bị mất đi chức năng này.
Bây giờ, ý tưởng tương tự đang được áp dụng cho một loại khiếm khuyết trong chức năng nội tạng: bệnh tiểu đường, phát sinh từ tuyến tụy bị hỏng hóc, không sản sinh được hormone insulin để điều tiết lượng đường trong máu.
Nếu tuyến tụy không thể làm được nhiệm vụ đó, giới khoa học tự hỏi rằng, liệu họ có thể chuyển chức năng sản sinh ra insulin sang một bộ phận nội tạng khác, ở ngay bên cạnh và "có họ hàng gần" với tuyến tụy được hay không?
Mục tiêu chính là bao tử, chiếc túi co bóp thức ăn nằm phía trước tuyến tụy và vẫn chứa một số lượng lớn tế bào gốc của hệ thống tiêu hóa. Các tế bào bao tử này khi được tái lập trình, hóa ra, cũng có thể làm thay nhiệm vụ sản sinh ra insulin của tế bào tuyến tụy.
Phát hiện mới này, vừa được đăng trên tạp chí Nature Cell Biology, hứa hẹn về một phương pháp điều trị bệnh tiểu đường mới, tận dụng chính sự dẻo dai của cơ thể bệnh nhân, thông qua việc "hack" để "mở khóa" ra một chức năng mà tế bào bao tử bẩm sinh không được trang bị.
Tiểu đường: Chuỗi bi kịch bắt đầu từ một cơn khát
Tổ thức Y tế Thế giới (WHO) cho biết trên thế giới đang có khoảng 422 triệu người mắc bệnh tiểu đường. Mặc dù không thể gây ra cái chết ngay lập tức, tiểu đường nguy hiểm ở chỗ nó là điểm khởi đầu cho một chuỗi sụp đổ của chức năng về tuần hoàn, thần kinh và nội tạng trong cơ thể bệnh nhân.
Bắt đầu chỉ từ những triệu chứng tưởng chừng vô thưởng vô phạt: cảm thấy khát nước, đi tiểu nhiều và mệt mỏi, một ngày đẹp trời bạn đi xét nghiệm máu và vô tình phát hiện chỉ số đường huyết của mình trên bảng kết quả bị bôi đỏ.
Nếu chỉ số A1c trên 7 mmol/l, các bác sĩ sẽ hẹn bạn 2 tuần sau đến xét nghiệm lại để xác nhận con số định mệnh đó. Nếu chỉ số đường huyết khi đói của bạn vẫn ở mức trên 7, bạn được xác nhận là đã mắc bệnh tiểu đường.
(Minh họa)
Chỉ số xét nghiệm đường huyết tham khảo.
Câu chuyện tiếp theo là một chuỗi bi kịch khi toàn bộ cơ thể bạn bị nhúng trong hiện tượng "máu bị nhiễm đường".
Giống như mật ong hay sirô, máu khi hòa tan nhiều đường hơn cũng trở nên "dính" hơn. Nó làm sụt giảm hiệu quả sự tuần hoàn của máu trên khắp cơ thể. Các mao mạch nhỏ nhất ở giác mạc, thận và những vùng ngoại vi như đầu ngón chân, ngón tay sẽ bị ảnh hưởng trước tiên.
Chúng dần dần sẽ bị thu hẹp lại và máu bị nhiễm đường này sẽ nhớt đến nỗi không còn bơm nổi được đến toàn thân nữa. Hậu quả là các biến chứng mà bệnh nhân bị tiểu đường thường phải hứng chịu, như bị mờ mắt, mù lòa, suy thận, cho đến các vết lở loét ở bàn tay, bàn chân, nhiễm trùng có thể nặng đến mức phải cắt cụt chi.
Song song với quá trình phá hủy mao mạch, các động mạch và tĩnh mạch lớn bị nhúng trong đường cũng bị ảnh hưởng theo. Chúng sẽ bị giảm tính đàn hồi, trở nên "giòn" hơn và khiến cho tim phải hoạt động mạnh hơn khi máu cũng bị nhớt nhiều hơn.
Chưa dừng lại ở đó, đường trong máu còn tạo ra điều kiện cho chất béo bị kết tụ lại, làm hẹp các thành mạch máu lớn và có thể gây ra bệnh huyết áp cao, tim mạch thậm chí gây ra đột quỵ ở não.
Theo ước tính của Liên minh Tiểu đường Quốc tế (IDF), cứ mỗi 5 giây trôi qua, trên thế giới sẽ có một bệnh nhân tử vong vì biến chứng của tiểu đường. Con số tương đương với hơn 6,7 triệu ca/năm, đưa căn bệnh tiểu đường này lọt vào Top 10 nguyên nhân gây tử vong nhiều nhất trên toàn cầu.
Quân cờ domino đầu tiên đã đổ xuống từ đâu?
Đường trong máu tăng cao là nguyên nhân chính gây ra các biến chứng của bệnh tiểu đường. Nhưng rốt cuộc, sai hỏng đầu tiên đã xảy ra ở nơi đâu khiến cho máu của bệnh nhân bị nhiễm đường?
Hóa ra, nó xuất phát từ tuyến tụy, một bộ phận nội tạng nhỏ bé, có hình thuôn dài như múi sầu riêng nằm bên trong ổ bụng, trên rốn khoảng 15 cm, phía ngay sau bao tử.
Có kích thước trung bình là 13x2,5 cm và nặng vỏn vẹn 80 gr, mỗi ngày, tuyến tụy có nhiệm vụ sản sinh ra khoảng 800 ml dịch tiết bao gồm men tiêu hóa, enzyme và một hormone rất quan trọng: Insulin.
Giải phẫu và vị trí của tuyến tụy trong cơ thể người.
Insulin được sản sinh ra từ một loại tế bào cụ thể trong tuyến tụy, gọi là tế bào beta. Quá trình hoạt động của tế bào beta sẽ bắt đầu sau mỗi bữa ăn của bạn.
Khi hệ thống tiêu hóa phân giải thức ăn và biến chúng thành đường, đường sẽ được hấp thụ qua thành ruột để vào máu. Đường huyết khi gia tăng sẽ kích thích tế bào beta gia tăng việc sản sinh ra insulin.
Insulin hoạt động như một chiếc chìa khóa với tế bào gan, chất béo và cơ xương... Nó tự tra mình vào các thụ thể trên thành tế bào, đóng một vai trò như những ổ khóa.
Insulin mở ra một cánh cửa được gọi là kênh glucose, cho phép đường đi từ máu vào bên trong các tế bào. Tế bào lấy đường đó làm năng lượng cho cơ thể hoạt động hoặc sẽ dự trữ nếu dư thừa.
(Minh họa)
Cơ chế hoạt động của insulin.
Hoạt động bình thường của tuyến tụy, các tế bào beta và insulin sẽ giúp làm hạ đường huyết trong vòng 2 tiếng đồng hồ sau bữa ăn. Tuy nhiên, ở bệnh nhân bị tiểu đường, quá trình này sẽ bị gián đoạn ở một khâu nào đó.
Đối với bệnh nhân tiểu đường loại 1, vấn đề này đã xảy ra ngay trong tuyến tụy. Đó là vì tế bào T trong hệ miễn dịch của họ vì lý do bẩm sinh đã nhận diện lầm tế bào beta trong tuyến tụy là tế bào ngoại lai. Hệ miễn dịch vì vậy đã tấn công và tiêu diệt phần lớn các tế bào beta này, giống với cách chúng tiêu diệt vi khuẩn và virus.
Tiểu đường loại 1 vì vậy được coi là bệnh tự miễn, hệ miễn dịch tự tấn công cơ thể. Hậu quả khi không còn tế bào beta là cơ thể người bệnh không thểsản sinh ra insulin, do đó đường sẽ bị tích tụ lại trong máu.
Vì vậy để điều trị tiểu đường loại 1, bệnh nhân sẽ cần phải tiêm insulin từ ngoài vào cơ thể. Các mũi tiêm cần được thực hiện trước mỗi bữa ăn, 2-3 lần/ngày, 7 ngày/tuần và 365 ngày/năm tạo ra gánh nặng về chi phí điều trị khá lớn cho bệnh nhân.
Khác với tiểu đường loại 1, sự gián đoạn chức năng insulin trong bệnh tiểu đường loại 2 không bắt nguồn ở tuyến tụy mà từ tình trạng đề kháng insulin. Với cùng số lượng tế bào beta và nồng độ insulin mà tuyến tụy sản sinh ra như người bình thường, các tế bào beta của bệnh nhân bị tiểu đường loại 2 chỉ có khả năng hấp thụ một số lượng nhỏ đường trong máu.
Nguyên nhân là do chiếc chìa khóa insulin bị "lờn". Nó không còn khả năng mở ra các kênh glucose cho phép đường đi từ máu vào tế bào. Hậu quả là nồng độ đường cũng vẫn bị giữ ở mức cao.
Sự khác nhau giữa tiểu đường loại 1 và loại 2. (Ảnh: Everydayhealth)
Phản ứng với nồng độ đường cao ở bệnh nhân tiểu đường loại 2, tuyến tụy tiếp tục gia tăng sản sinh ra insulin khiến cho các tế bào beta của chúng hoạt động quá công suất. Ban đầu, việc này có thể bù đắp cho phản ứng kháng insulin và làm hạ đường huyết.
Tuy nhiên, khi tuyến tụy phải hoạt động quá công suất trong một thời gian dài, các tế bào beta ở bệnh nhân tiểu đường loại 2 cũng bắt đầu sẽ chết dần đi. Số lượng của chúng có thể giảm đến 40% và chức năng sẽ giảm 50%, dẫn đến sự sụt giảm 70% hàm lượng insulin được sản sinh ra.
Bệnh nhân tiểu đường loại 2 cuối cùng vẫn cần phải tiêm insulin từ bên ngoài cơ thể để duy trì đường huyết và năng lượng cho các tế bào cơ thể hoạt động.
"Hack" vào tế bào dạ dày để "mở khóa" chức năng sản sinh ra insulin
Insulin được các bệnh nhân bị tiểu đường tiêm vào cơ thể ngày nay được gọi là insulin ngoại sinh, hay insulin tổng hợp. Mặc dù có thể bắt chước tác dụng của insulin nội sinh do tuyến tụy khỏe mạnh sản sinh ra, việc tuân thủ phác đồ tiêm insulin hàng ngày không phải không có chứa đựng những rủi ro nhất định.
Chẳng hạn, tiêm quá liều insulin có thể gây ra hạ đường huyết, dẫn đến tình trạng chóng mặt, ngất xỉu, thậm chí bị tổn thương ở não và tử vong. Chỉ tính riêng ở Mỹ đã có khoảng 100,000 bệnh nhân phải đi cấp cứu mỗi năm do tiêm quá liều insulin.
Nguy cơ hạ đường huyết thường trực ở những người tiêm insulin ngoại sinh. (Ảnh: Endocrinol Metab Clin N Am)
Tỷ lệ tử vong khi tiêm quá liều insulin là khoảng 1-3%. Con số này sẽ tăng lên đến 10% trong nhóm bệnh nhân trẻ tuổi mắc tiểu đường loại 1. Một nghiên cứu trên tạp chí Diabetes cho biết cứ 10 bệnh nhân trẻ mắc tiểu đường loại 1 bị tử vong thì có 1 người là do tiêm quá liều insulin.
Ngược lại, tiêm không đủ liều insulin sẽ không giúp cho chỉ số đường huyết trở về mức bình thường. Bệnh nhân sẽ không được điều trị triệt để, vì nồng độ đường trong máu vẫn còn ở mức cao, họ vẫn sẽ phải đối mặt với những biến chứng mà căn bệnh này gây ra.
Hơn nữa, sự phụ thuộc insulin ngoại sinh cũng có nghĩa là bệnh nhân tiểu đường cần phải sử dụng chúng hàng ngày và suốt đời. Không có những mũi tiêm insulin này, bệnh nhân tiểu đường loại 2 chỉ có thể sống thêm được vài năm. Trong khi, con số đối với bệnh nhân tiểu đường loại 1 tính bằng tháng, thậm chí bằng từng ngày một.
Bây giờ, trong một nỗ lực mới hướng đến mục đích làm giảm sự phụ thuộc vào insulin ngoại sinh, một nhóm các khoa học gia đến từ Đại học Cornell đã tìm ra phương pháp giúp cho cơ thể bệnh nhân bị tiểu đường tái sản sinh ra insulin bất chấp các tế bào beta ở tụy của họ đã bị hỏng.
Ý tưởng là hãy giao nhiệm vụ này cho một bộ phận nội tạng khác: Bao tử.
(Minh họa)
Tế bào bao tử sau khi được tái lập trình có thể sản sinh ra insulin giống như tế bào beta ở tuyến tụy. (Ảnh: Nature).
Chúng ta đã biết, ngoài chức năng co bóp để nghiền nát thức ăn, "bao tử cũng có các tế bào sản sinh ra hormone của riêng nó", giáo sư Joe Zhou, tác giả chính của cuộc nghiên cứu mới cho biết.
"Trong giai đoạn phát triển của phôi thai, các tế bào bao tử và tế bào tuyến tụy ở liền kề nhau, do đó, không có gì ngạc nhiên khi các tế bào gốc bao tử này có thể dễ dàng chuyển đổi thành tế bào dạng beta để sản sinh ra insulin giống như ở tuyến tụy".
Để chứng minh ra điều này, ông và các bạn đồng nghiệp đã thu thập các tế bào gốc bao tử được gọi là GINS, sau đó "tái lập trình" chúng bằng cách nuôi các tế bào này trong một môi trường có chứa 3 yếu tố di truyền Ngn3, Pdx1, Mafa có tác dụng kích thích biểu hiện gene.
Các tế bào GINS sau đó đã biến thành một dạng tế bào giống tế bào beta, có khả năng cảm ứng với nồng độ glucose gia tăng trong máu và sản sinh ra insulin để đáp ứng với mức gia tăng đường huyết.
Chữa tận gốc bệnh tiểu đường bằng cấy ghép nội soi
Sau khi có được các tế bào giống nhu tế bào beta, mục tiêu tiếp theo mà giáo sư Zhou hướng đến là biến chúng thành các cụm tiểu bộ phân được gọi là organoids với khả năng sản sinh ra insulin ổn định và cho số lượng lớn hơn.
Mặc dù vậy, ông biết rằng mình không thể để cho bản thân các tế bào bao tử sản sinh ra insulin trực tiếp vào đường tiêu hóa. Lý do là bởi insulin, dưới dạng là một protein, sẽ bị chính môi trường axit của bao tử phân giải. Nó sẽ bị bao tử tiêu hóa đi và không còn là chất insulin tại thời điểm xuống đến đường ruột và đi được vào máu.
Vì vậy, chiến thuật mới sẽ chuyển sang việc thu thập tế bào gốc bao tử GINS này bằng một thiết bị nội soi, lập trình biến nó trở thành tế bào giống tế bào beta ở tuyến tụy rồi cấy ghép trở lại trong tuyến tụy hoặc lá gan của bệnh nhân.
Sử dụng kỹ thuật mới này, giáo sư Zhou và các cộng sự đã chữa khỏi bệnh tiểu đường cho những con chuột được thí nghiệm chỉ sau 10 ngày.
"Các tế bào tiết insulin bao tử (GINS) thể hiện khả năng đáp ứng với glucose trong vòng 10 ngày sau khi cảm ứng. Sau cấy ghép, chúng hoạt động rất ổn định trong khoảng thời gian theo dõi kéo dài 6 tháng. Những tế bào này đã sản sinh ra insulin của người và đẩy lùi bệnh tiểu đường ở chuột", giáo sư Zhou cho biết.
Phương pháp cấy ghép tuyến tụy dành cho bệnh nhân bị tiểu đường đang được thử nghiệm. (Ảnh Nature)
Hiện tại ở Hoa Kỳ, giới khoa học cũng đang thử nghiệm một phương pháp cấy ghép nội soi tế bào beta ở tuyến tụy của người hiến tặng khỏe mạnh sang cho người mắc bệnh tiểu đường loại 1.
Mặc dù nó có thể giúp kiểm soát được đường huyết, nhưng bởi vì các tế bào tuyến tụy từ người hiến tặng bị coi là tế bào ngoại lai, bệnh nhân tiểu đường được chữa trị theo phương pháp này, thay vì phải tiêm insulin thì lại phải chuyển sang uống thuốc chống sự thải ghép suốt đời.
Bây giờ, nếu sử dụng tế bào gốc bao tử tự thân của bệnh nhân, phương pháp mới sẽ giải quyết dứt điểm hạn chế này, mở ra cơ hội chữa trị tận gốc bệnh tiểu đường mà người bệnh không cần phải tiêm insulin cũng không cần phải uống thuốc chống sự thải ghép.
"Đây là một nghiên cứu chứng minh khái niệm mang lại cho chúng tôi nền tảng vững chắc để hình thành ra một phương pháp điều trị bệnh tiểu đường loại 1 và loại 2 tiến triển, dựa trên các tế bào của chính bệnh nhân", giáo sư Zhou cho biết.
Nếu được thử nghiệm thành công, phương pháp cấy ghép mới này sẽ giải tỏa cho bệnh nhân tiểu đường khỏi mọi loại hormone, mọi loại thuốc cũng như mọi nguy cơ biến chứng. Nó cũng cho thấy tiềm năng tốt của một phương pháp chữa trị tận gốc bệnh tiểu đường.
Tham khảo Sciencedirect, WebMD, WHO, NCBI, Diabetes
Chúng ta thừa biết rằng, cơ thể người là một cỗ máy sinh học thật kỳ diệu. Trong đó, phần cứng là các bộ phận, mô các cơ quan và tế bào cụ thể. Phầm mềm là những chức năng mà từng cơ quan đó được lập trình để đảm nhiệm ngay từ khi còn là bào thai trong bụng mẹ.
Thế nhưng, đôi khi, một phần cứng trong cơ thể bạn có thể bị hỏng hóc và gây ra bệnh tật. Lúc đó, phần mềm sinh học có thể được lập trình lại để giải quyết các khiếm khuyết, bằng cách tận dụng các phần cứng khỏe mạnh còn lại.
Chẳng hạn, những người bị khiếm thị thường có tế bào thính giác và khứu giác nhạy bén hơn người bình thường. Ngược lại, vỏ não thính giác ở người bị khiếm thính giác vì không còn tác dụng, sẽ được tái lập trình để chuyển sang sự hỗ trợ xử lý thông tin xúc giác.
Giới khoa học khi quan sát thấy ở người bị mất ngón tay trỏ do tai nạn, họ đã chuyển đổi con đường tín hiệu thần kinh điều khiển ngón trỏ qua ngón giữa. Ngón giữa vì thế đã được biến thành một ngón tay trỏ mới.
Giáo sư Joe Zhou
Giáo sư Joe Zhou (Trường Đại học Y dược Cornell) chứng minh rằng, ông có thể lập trình lại tế bào ở bao tử để giúp cho chúng sản sinh ra insulin, thay cho tế bào beta ở tuyến tụy của người mắc bệnh tiểu đường đã bị mất đi chức năng này.
Bây giờ, ý tưởng tương tự đang được áp dụng cho một loại khiếm khuyết trong chức năng nội tạng: bệnh tiểu đường, phát sinh từ tuyến tụy bị hỏng hóc, không sản sinh được hormone insulin để điều tiết lượng đường trong máu.
Nếu tuyến tụy không thể làm được nhiệm vụ đó, giới khoa học tự hỏi rằng, liệu họ có thể chuyển chức năng sản sinh ra insulin sang một bộ phận nội tạng khác, ở ngay bên cạnh và "có họ hàng gần" với tuyến tụy được hay không?
Mục tiêu chính là bao tử, chiếc túi co bóp thức ăn nằm phía trước tuyến tụy và vẫn chứa một số lượng lớn tế bào gốc của hệ thống tiêu hóa. Các tế bào bao tử này khi được tái lập trình, hóa ra, cũng có thể làm thay nhiệm vụ sản sinh ra insulin của tế bào tuyến tụy.
Phát hiện mới này, vừa được đăng trên tạp chí Nature Cell Biology, hứa hẹn về một phương pháp điều trị bệnh tiểu đường mới, tận dụng chính sự dẻo dai của cơ thể bệnh nhân, thông qua việc "hack" để "mở khóa" ra một chức năng mà tế bào bao tử bẩm sinh không được trang bị.
Tiểu đường: Chuỗi bi kịch bắt đầu từ một cơn khát
Tổ thức Y tế Thế giới (WHO) cho biết trên thế giới đang có khoảng 422 triệu người mắc bệnh tiểu đường. Mặc dù không thể gây ra cái chết ngay lập tức, tiểu đường nguy hiểm ở chỗ nó là điểm khởi đầu cho một chuỗi sụp đổ của chức năng về tuần hoàn, thần kinh và nội tạng trong cơ thể bệnh nhân.
Bắt đầu chỉ từ những triệu chứng tưởng chừng vô thưởng vô phạt: cảm thấy khát nước, đi tiểu nhiều và mệt mỏi, một ngày đẹp trời bạn đi xét nghiệm máu và vô tình phát hiện chỉ số đường huyết của mình trên bảng kết quả bị bôi đỏ.
Nếu chỉ số A1c trên 7 mmol/l, các bác sĩ sẽ hẹn bạn 2 tuần sau đến xét nghiệm lại để xác nhận con số định mệnh đó. Nếu chỉ số đường huyết khi đói của bạn vẫn ở mức trên 7, bạn được xác nhận là đã mắc bệnh tiểu đường.
(Minh họa)
Chỉ số xét nghiệm đường huyết tham khảo.
Câu chuyện tiếp theo là một chuỗi bi kịch khi toàn bộ cơ thể bạn bị nhúng trong hiện tượng "máu bị nhiễm đường".
Giống như mật ong hay sirô, máu khi hòa tan nhiều đường hơn cũng trở nên "dính" hơn. Nó làm sụt giảm hiệu quả sự tuần hoàn của máu trên khắp cơ thể. Các mao mạch nhỏ nhất ở giác mạc, thận và những vùng ngoại vi như đầu ngón chân, ngón tay sẽ bị ảnh hưởng trước tiên.
Chúng dần dần sẽ bị thu hẹp lại và máu bị nhiễm đường này sẽ nhớt đến nỗi không còn bơm nổi được đến toàn thân nữa. Hậu quả là các biến chứng mà bệnh nhân bị tiểu đường thường phải hứng chịu, như bị mờ mắt, mù lòa, suy thận, cho đến các vết lở loét ở bàn tay, bàn chân, nhiễm trùng có thể nặng đến mức phải cắt cụt chi.
Song song với quá trình phá hủy mao mạch, các động mạch và tĩnh mạch lớn bị nhúng trong đường cũng bị ảnh hưởng theo. Chúng sẽ bị giảm tính đàn hồi, trở nên "giòn" hơn và khiến cho tim phải hoạt động mạnh hơn khi máu cũng bị nhớt nhiều hơn.
Chưa dừng lại ở đó, đường trong máu còn tạo ra điều kiện cho chất béo bị kết tụ lại, làm hẹp các thành mạch máu lớn và có thể gây ra bệnh huyết áp cao, tim mạch thậm chí gây ra đột quỵ ở não.
Theo ước tính của Liên minh Tiểu đường Quốc tế (IDF), cứ mỗi 5 giây trôi qua, trên thế giới sẽ có một bệnh nhân tử vong vì biến chứng của tiểu đường. Con số tương đương với hơn 6,7 triệu ca/năm, đưa căn bệnh tiểu đường này lọt vào Top 10 nguyên nhân gây tử vong nhiều nhất trên toàn cầu.
Quân cờ domino đầu tiên đã đổ xuống từ đâu?
Đường trong máu tăng cao là nguyên nhân chính gây ra các biến chứng của bệnh tiểu đường. Nhưng rốt cuộc, sai hỏng đầu tiên đã xảy ra ở nơi đâu khiến cho máu của bệnh nhân bị nhiễm đường?
Hóa ra, nó xuất phát từ tuyến tụy, một bộ phận nội tạng nhỏ bé, có hình thuôn dài như múi sầu riêng nằm bên trong ổ bụng, trên rốn khoảng 15 cm, phía ngay sau bao tử.
Có kích thước trung bình là 13x2,5 cm và nặng vỏn vẹn 80 gr, mỗi ngày, tuyến tụy có nhiệm vụ sản sinh ra khoảng 800 ml dịch tiết bao gồm men tiêu hóa, enzyme và một hormone rất quan trọng: Insulin.
Giải phẫu và vị trí của tuyến tụy trong cơ thể người.
Insulin được sản sinh ra từ một loại tế bào cụ thể trong tuyến tụy, gọi là tế bào beta. Quá trình hoạt động của tế bào beta sẽ bắt đầu sau mỗi bữa ăn của bạn.
Khi hệ thống tiêu hóa phân giải thức ăn và biến chúng thành đường, đường sẽ được hấp thụ qua thành ruột để vào máu. Đường huyết khi gia tăng sẽ kích thích tế bào beta gia tăng việc sản sinh ra insulin.
Insulin hoạt động như một chiếc chìa khóa với tế bào gan, chất béo và cơ xương... Nó tự tra mình vào các thụ thể trên thành tế bào, đóng một vai trò như những ổ khóa.
Insulin mở ra một cánh cửa được gọi là kênh glucose, cho phép đường đi từ máu vào bên trong các tế bào. Tế bào lấy đường đó làm năng lượng cho cơ thể hoạt động hoặc sẽ dự trữ nếu dư thừa.
(Minh họa)
Cơ chế hoạt động của insulin.
Hoạt động bình thường của tuyến tụy, các tế bào beta và insulin sẽ giúp làm hạ đường huyết trong vòng 2 tiếng đồng hồ sau bữa ăn. Tuy nhiên, ở bệnh nhân bị tiểu đường, quá trình này sẽ bị gián đoạn ở một khâu nào đó.
Đối với bệnh nhân tiểu đường loại 1, vấn đề này đã xảy ra ngay trong tuyến tụy. Đó là vì tế bào T trong hệ miễn dịch của họ vì lý do bẩm sinh đã nhận diện lầm tế bào beta trong tuyến tụy là tế bào ngoại lai. Hệ miễn dịch vì vậy đã tấn công và tiêu diệt phần lớn các tế bào beta này, giống với cách chúng tiêu diệt vi khuẩn và virus.
Tiểu đường loại 1 vì vậy được coi là bệnh tự miễn, hệ miễn dịch tự tấn công cơ thể. Hậu quả khi không còn tế bào beta là cơ thể người bệnh không thểsản sinh ra insulin, do đó đường sẽ bị tích tụ lại trong máu.
Vì vậy để điều trị tiểu đường loại 1, bệnh nhân sẽ cần phải tiêm insulin từ ngoài vào cơ thể. Các mũi tiêm cần được thực hiện trước mỗi bữa ăn, 2-3 lần/ngày, 7 ngày/tuần và 365 ngày/năm tạo ra gánh nặng về chi phí điều trị khá lớn cho bệnh nhân.
Khác với tiểu đường loại 1, sự gián đoạn chức năng insulin trong bệnh tiểu đường loại 2 không bắt nguồn ở tuyến tụy mà từ tình trạng đề kháng insulin. Với cùng số lượng tế bào beta và nồng độ insulin mà tuyến tụy sản sinh ra như người bình thường, các tế bào beta của bệnh nhân bị tiểu đường loại 2 chỉ có khả năng hấp thụ một số lượng nhỏ đường trong máu.
Nguyên nhân là do chiếc chìa khóa insulin bị "lờn". Nó không còn khả năng mở ra các kênh glucose cho phép đường đi từ máu vào tế bào. Hậu quả là nồng độ đường cũng vẫn bị giữ ở mức cao.
Sự khác nhau giữa tiểu đường loại 1 và loại 2. (Ảnh: Everydayhealth)
Phản ứng với nồng độ đường cao ở bệnh nhân tiểu đường loại 2, tuyến tụy tiếp tục gia tăng sản sinh ra insulin khiến cho các tế bào beta của chúng hoạt động quá công suất. Ban đầu, việc này có thể bù đắp cho phản ứng kháng insulin và làm hạ đường huyết.
Tuy nhiên, khi tuyến tụy phải hoạt động quá công suất trong một thời gian dài, các tế bào beta ở bệnh nhân tiểu đường loại 2 cũng bắt đầu sẽ chết dần đi. Số lượng của chúng có thể giảm đến 40% và chức năng sẽ giảm 50%, dẫn đến sự sụt giảm 70% hàm lượng insulin được sản sinh ra.
Bệnh nhân tiểu đường loại 2 cuối cùng vẫn cần phải tiêm insulin từ bên ngoài cơ thể để duy trì đường huyết và năng lượng cho các tế bào cơ thể hoạt động.
"Hack" vào tế bào dạ dày để "mở khóa" chức năng sản sinh ra insulin
Insulin được các bệnh nhân bị tiểu đường tiêm vào cơ thể ngày nay được gọi là insulin ngoại sinh, hay insulin tổng hợp. Mặc dù có thể bắt chước tác dụng của insulin nội sinh do tuyến tụy khỏe mạnh sản sinh ra, việc tuân thủ phác đồ tiêm insulin hàng ngày không phải không có chứa đựng những rủi ro nhất định.
Chẳng hạn, tiêm quá liều insulin có thể gây ra hạ đường huyết, dẫn đến tình trạng chóng mặt, ngất xỉu, thậm chí bị tổn thương ở não và tử vong. Chỉ tính riêng ở Mỹ đã có khoảng 100,000 bệnh nhân phải đi cấp cứu mỗi năm do tiêm quá liều insulin.
Nguy cơ hạ đường huyết thường trực ở những người tiêm insulin ngoại sinh. (Ảnh: Endocrinol Metab Clin N Am)
Tỷ lệ tử vong khi tiêm quá liều insulin là khoảng 1-3%. Con số này sẽ tăng lên đến 10% trong nhóm bệnh nhân trẻ tuổi mắc tiểu đường loại 1. Một nghiên cứu trên tạp chí Diabetes cho biết cứ 10 bệnh nhân trẻ mắc tiểu đường loại 1 bị tử vong thì có 1 người là do tiêm quá liều insulin.
Ngược lại, tiêm không đủ liều insulin sẽ không giúp cho chỉ số đường huyết trở về mức bình thường. Bệnh nhân sẽ không được điều trị triệt để, vì nồng độ đường trong máu vẫn còn ở mức cao, họ vẫn sẽ phải đối mặt với những biến chứng mà căn bệnh này gây ra.
Hơn nữa, sự phụ thuộc insulin ngoại sinh cũng có nghĩa là bệnh nhân tiểu đường cần phải sử dụng chúng hàng ngày và suốt đời. Không có những mũi tiêm insulin này, bệnh nhân tiểu đường loại 2 chỉ có thể sống thêm được vài năm. Trong khi, con số đối với bệnh nhân tiểu đường loại 1 tính bằng tháng, thậm chí bằng từng ngày một.
Bây giờ, trong một nỗ lực mới hướng đến mục đích làm giảm sự phụ thuộc vào insulin ngoại sinh, một nhóm các khoa học gia đến từ Đại học Cornell đã tìm ra phương pháp giúp cho cơ thể bệnh nhân bị tiểu đường tái sản sinh ra insulin bất chấp các tế bào beta ở tụy của họ đã bị hỏng.
Ý tưởng là hãy giao nhiệm vụ này cho một bộ phận nội tạng khác: Bao tử.
(Minh họa)
Tế bào bao tử sau khi được tái lập trình có thể sản sinh ra insulin giống như tế bào beta ở tuyến tụy. (Ảnh: Nature).
Chúng ta đã biết, ngoài chức năng co bóp để nghiền nát thức ăn, "bao tử cũng có các tế bào sản sinh ra hormone của riêng nó", giáo sư Joe Zhou, tác giả chính của cuộc nghiên cứu mới cho biết.
"Trong giai đoạn phát triển của phôi thai, các tế bào bao tử và tế bào tuyến tụy ở liền kề nhau, do đó, không có gì ngạc nhiên khi các tế bào gốc bao tử này có thể dễ dàng chuyển đổi thành tế bào dạng beta để sản sinh ra insulin giống như ở tuyến tụy".
Để chứng minh ra điều này, ông và các bạn đồng nghiệp đã thu thập các tế bào gốc bao tử được gọi là GINS, sau đó "tái lập trình" chúng bằng cách nuôi các tế bào này trong một môi trường có chứa 3 yếu tố di truyền Ngn3, Pdx1, Mafa có tác dụng kích thích biểu hiện gene.
Các tế bào GINS sau đó đã biến thành một dạng tế bào giống tế bào beta, có khả năng cảm ứng với nồng độ glucose gia tăng trong máu và sản sinh ra insulin để đáp ứng với mức gia tăng đường huyết.
Chữa tận gốc bệnh tiểu đường bằng cấy ghép nội soi
Sau khi có được các tế bào giống nhu tế bào beta, mục tiêu tiếp theo mà giáo sư Zhou hướng đến là biến chúng thành các cụm tiểu bộ phân được gọi là organoids với khả năng sản sinh ra insulin ổn định và cho số lượng lớn hơn.
Mặc dù vậy, ông biết rằng mình không thể để cho bản thân các tế bào bao tử sản sinh ra insulin trực tiếp vào đường tiêu hóa. Lý do là bởi insulin, dưới dạng là một protein, sẽ bị chính môi trường axit của bao tử phân giải. Nó sẽ bị bao tử tiêu hóa đi và không còn là chất insulin tại thời điểm xuống đến đường ruột và đi được vào máu.
Vì vậy, chiến thuật mới sẽ chuyển sang việc thu thập tế bào gốc bao tử GINS này bằng một thiết bị nội soi, lập trình biến nó trở thành tế bào giống tế bào beta ở tuyến tụy rồi cấy ghép trở lại trong tuyến tụy hoặc lá gan của bệnh nhân.
Sử dụng kỹ thuật mới này, giáo sư Zhou và các cộng sự đã chữa khỏi bệnh tiểu đường cho những con chuột được thí nghiệm chỉ sau 10 ngày.
"Các tế bào tiết insulin bao tử (GINS) thể hiện khả năng đáp ứng với glucose trong vòng 10 ngày sau khi cảm ứng. Sau cấy ghép, chúng hoạt động rất ổn định trong khoảng thời gian theo dõi kéo dài 6 tháng. Những tế bào này đã sản sinh ra insulin của người và đẩy lùi bệnh tiểu đường ở chuột", giáo sư Zhou cho biết.
Phương pháp cấy ghép tuyến tụy dành cho bệnh nhân bị tiểu đường đang được thử nghiệm. (Ảnh Nature)
Hiện tại ở Hoa Kỳ, giới khoa học cũng đang thử nghiệm một phương pháp cấy ghép nội soi tế bào beta ở tuyến tụy của người hiến tặng khỏe mạnh sang cho người mắc bệnh tiểu đường loại 1.
Mặc dù nó có thể giúp kiểm soát được đường huyết, nhưng bởi vì các tế bào tuyến tụy từ người hiến tặng bị coi là tế bào ngoại lai, bệnh nhân tiểu đường được chữa trị theo phương pháp này, thay vì phải tiêm insulin thì lại phải chuyển sang uống thuốc chống sự thải ghép suốt đời.
Bây giờ, nếu sử dụng tế bào gốc bao tử tự thân của bệnh nhân, phương pháp mới sẽ giải quyết dứt điểm hạn chế này, mở ra cơ hội chữa trị tận gốc bệnh tiểu đường mà người bệnh không cần phải tiêm insulin cũng không cần phải uống thuốc chống sự thải ghép.
"Đây là một nghiên cứu chứng minh khái niệm mang lại cho chúng tôi nền tảng vững chắc để hình thành ra một phương pháp điều trị bệnh tiểu đường loại 1 và loại 2 tiến triển, dựa trên các tế bào của chính bệnh nhân", giáo sư Zhou cho biết.
Nếu được thử nghiệm thành công, phương pháp cấy ghép mới này sẽ giải tỏa cho bệnh nhân tiểu đường khỏi mọi loại hormone, mọi loại thuốc cũng như mọi nguy cơ biến chứng. Nó cũng cho thấy tiềm năng tốt của một phương pháp chữa trị tận gốc bệnh tiểu đường.
Tham khảo Sciencedirect, WebMD, WHO, NCBI, Diabetes
Attached Files
Comment