Nhiều loại vaccine đã được tạo ra từ loại tế bào này, vốn được lấy từ một bào thai có thời thập niên 1960. Nhưng cách sử dụng chúng tạo ra tình thế giằng co về vấn đề đạo đức.
Trong nhiều thập niên, các nhà khoa học đã từng nghĩ rằng có khoảng 37,2 nghìn tỷ tế bào tạo ra cơ thể con người; rằng chúng liên tục phân chia và nhờ vậy tự tái bổ sung vĩnh viễn, nếu chúng có cơ hội.
Sau đó, một nhà khoa học trẻ người Mỹ tên là Leonard Hayflick đã khám phá ra một điều khiến thế giới rung chuyển: Hóa ra tế bào thông thường trong cơ thể người chỉ có thể phân chia từ 40 đến 60 lần là chúng tiến đến cái chết định mệnh tàn khốc.
Giới hạn nghiêm ngặt này nổi tiếng với tên gọi “Giới hạn Hayflick”, và nó có hai hệ quả quan trọng.
Thứ nhất, đó là vòng đời hiện tại của ta không chỉ bị quy định từ cách ta sống – như chế độ ăn uống chẳng hạn. Thay vào đó, có thể là giới hạn tuổi tác đã nằm sẵn trong cơ thể quy định ta sống được bao lâu.
Trong thực tế, nếu bạn nhân số lượng tế bào trong cơ thể người với thời gian trung bình mà tế bào tiến tới giới hạn Hayflick, bạn có thể có kết quả là 120 năm. Người già nhất từng sống trên thế giới là Jeanne Calment, sống đến 122 tuổi và 164 ngày – gần sát đến mức kỳ lạ với giới hạn này.
Thứ hai, đó là ta khó mà tìm được tế bào mà các nhà khoa học có thể nuôi cấy trong phòng thí nghiệm – là bước quan trọng trong quá trình sản xuất nhiều loại thuốc và vaccine. Bởi vì từng tế bào có thể chết đi, nếu bạn nuôi cấy chúng trong đĩa petri (loại đĩa cạn có nắp chuyên dùng để nuôi cấy vi snh vật hoặc tế bào), sớm muộn gì chúng cũng ngừng nhân đôi và chết.
Đây là câu chuyện về các tế bào giúp vượt qua rào cản này, và nguồn gốc gây tranh cãi của nó bắt nguồn từ phòng thí nghiệm ở Thụy Điển.
Tại sao chúng đặc biệt đến vậy? Và bằng cách nào ta có thể hợp thức hóa việc sử dụng chúng bất chấp cách người ta thu thập chúng ra sao?
Cuộc khủng hoảng ngầm
Trước khám phá của Hayflick, các nhà khoa học đã tìm ra cách lách sự phân bào bằng cách liên tục bổ sung nguồn cung tế bào mới từ các loài động vật mới, hoặc sử dụng tế bào ung thư – vì tế bào ung thư không theo quy tắc giống tế bào khỏe mạnh, và sẽ tiếp tục sinh trưởng vĩnh viễn.
Nhưng các nhà khoa học cần cấp bách một cách khác.
Vào thập niên 1960, vaccine bệnh bại liệt dùng ở Mỹ vấp phải một vấn đề.
Một số vaccine được chế tạo bằng cách nuôi cấy các phần tử virus trong tế bào, sau đó giết hoặc làm chúng yếu đi để không gây bệnh. Những phần tử bất hoạt này trở thành thành phần hoạt động – là thành phần sẽ dạy cho hệ miễn dịch của chúng ta biết là cần phải cảnh giác với những đối tượng nào.
Trong nhiều thập niên, vaccine ngừa bại liệt đã được làm bằng tế bào lấy từ thận khỉ, sau đó người ta phát hiện một số con khỉ đã nhiễm virus từ trước, loại virus simian 40 (SV40).
Dù ngày nay các vaccine được lọc rất kỹ và không chứa bất cứ thành phần nào từ tế bào nuôi cấy, nhưng từ năm 1955 đến 1963, ước tính đã có 30 triệu người bị nhiễm bệnh chỉ riêng ở Mỹ.
Tình trạng nhiễm bệnh xảy ra được cho là vì tế bào thường được nuôi cấy trực tiếp từ khỉ – để tránh tích trữ trong phòng thí nghiệm – và SV40 là loại bệnh phổ biến trong các loài khỉ được sử dụng rộng rãi nhất, khỉ rhesus.
Dù người ta vẫn chưa rõ việc virus này có gây ra hệ quả y tế gì, thì khả năng là giờ đây nó đã lây đến những người chưa bao giờ được tiêm vaccine.
Trong phòng thí nghiệm, virus này cho thấy nó có khả năng gây ung thư, và mối liên hệ giữa virus với một số loại ung thư – từ ung thư não tới ung thư hạch – hiện vẫn đang được tìm hiểu cho dù người ta vẫn chưa tìm được bằng chứng rõ ràng.
Thế nhưng việc tìm ra nguồn cung cấp tế bào thay thế bỗng nhiên trở thành cần kíp.
Người phụ nữ vô danh
Sau đó, vào năm 1962, Hayflick khám phá ra thêm một điều mới. “Không có nó, bạn và tôi có thể thậm chí không còn sống,” Stuart Jay Olshansky, chuyên gia về tiểu sử học và lão sinh học tại Đại học Illinois, Chicago, nói.
Câu chuyện bắt đầu từ một phụ nữ vô danh mang thai ba tháng, tiến hành phá thai hợp pháp ở Thụy Điển.
Theo tác giả Meredith Wadman viết trong quyển sách của bà, “Cuộc đua Vaccine: Khoa học, Chính trị và Cái giá phải trả của con người để đánh bại bệnh tật” [The Vaccine Race: Science, Politics and the Human Costs of Defeating Disease], bào thai này đã không được đem thiêu hủy, chôn cất hay vứt bỏ. Thay vào đó, nó được gói trong vải vô trùng màu xanh và gửi tới Viện Karolinska ở tây bắc Stockholm.
Vào thời đó, Hayflick đang tìm nguồn tế bào để sử dụng cho nghiên cứu từ viện này.
Trong phòng thí nghiệm của mình ở Viện Wistar ở Philadelphia, ông đã có khả năng nuôi cấy một số mô trong nhiều bình thủy tinh ở nhiệt độ 37 độ C. Ông thêm vào một loại enzyme để làm tan protein bao bọc xung quanh tế bào, cũng như “môi trường sinh trưởng”, là loại dung dịch có chứa chất dinh dưỡng giúp cho quá trình phân bào. Sau vài ngày, ông có được một lớp tế bào liền tiếp.
Một trong số những tế bào cuối cùng cũng hóa thành dải tế bào “WI-38”, là tên viết tắt của bào thai 38 từ Viện Wistar.
Trong nhiều năm sau đó, những ống nghiệm đóng băng chứa tế bào được gửi đi hàng trăm phòng thí nghiệm khắp thế giới, WI-38 là một trong những dòng tế bào xưa nhất và phổ biến nhất trên hành tinh.
Như Hayflick viết trước đó – dù có vẻ không được nhạy cảm khi phát ngôn – thì đến khoảng năm 1984, WI-38 đã trở thành “tế bào người bình thường đầu tiên được nuôi cấy đã đến tuổi có thể đi bầu cử”.
Ngày nay, tế bào này thường được sử dụng để chế tạo vaccine chống bệnh bại liệt, sởi, quai bị, bệnh rubella, bệnh thủy đậu, giời leo, bệnh viêm hô hấp adenovirus, bệnh dại, và viêm gan A.
Những tế bào này vì sao đặc biệt đến vậy? Và bằng cách nào ta có thể hợp thức hóa sử dụng chúng?
Nguồn cung tế bào bất tận
Ngay sau khi Hayflick khám phá ra sự thật là tế bào có thể chết đi, ông nhận ra nếu bạn rút một số ra mỗi lần chúng phân chia và đóng băng chúng, thì một nguồn duy nhất về mặt lý thuyết có thể trở thành nguồn cung bất tận – tổng số vào khoảng 10.000.000.000.000.000.000.000 (10 nghìn tỷ tỷ).
Và dù tế bào WI-38 có thể chết đi vì các tế bào đã được phân chia vài lần khi được thu thập, nên chúng có thể phát triển thời gian dài hơn trước khi đạt tới giới hạn Hayflick.
Hầu hết tế bào WI-38 còn lại khoảng 50 lần phân chia, mỗi lần cần 24 giờ để hoàn thành phân bào. Như vậy, chúng có thể phát triển liên tục 50 ngày trước khi bạn phải bắt đầu lại từ đầu.
Một lý do khác mà tế bào WI-38 trở nên phổ biến là vì một điểm trong hệ thống luật pháp Mỹ áp dụng vào thời điểm người ta khám phá ra nó: Đó là người ta không được phép đăng ký bản quyền sáng chế với những sinh vật sống. Điều này có nghĩa là việc sử dụng chúng không bị cấm, và các nhà khoa học khắp thế giới có thể tự do chia sẻ chúng với đồng nghiệp.
Dù có hàng trăm dòng tế bào hiện hữu ở Mỹ, nhưng WI-38 là nguồn cung phần lớn tế bào đang được sử dụng, cùng với các loại khác.
Tế bào “MRC-5”, gọi tên theo các chữ cái viết tắt của Hội đồng Nghiên cứu Y khoa (Medical Research Council) nơi người ta thu thập chúng, được lấy từ phổi của một bào thai ba tháng tuổi khác. Thời gian phá thai xảy ra ở Anh vào năm 1966 vì “các lý do tâm lý”.
WI-38 là nền tảng để phát triển các loại vaccine chống bệnh bại liệt, bệnh sởi, quai bị, rubella, thủy đậu, giời leo, viêm hô hấp adenovirus, bệnh dại, và viêm gan A, cũng như dùng trong sản xuất nhiều loại vaccine trước đó.
Ngày nay, tế bào này được dùng để chế vaccine ngừa rubella – một phần trong mũi tiêm ngừa chống ba bệnh sởi, quai bị và rubella (MMR) – và mũi tiêm chống adenovirus cho quân đội Hoa Kỳ.
Điểm cuối cùng, bào thai được coi là nguồn “trong sạch” nhất để lấy tế bào, vì chúng khó có khả năng dính phải virus từ môi trường bên ngoài làm ô nhiễm vaccine hay làm nhiễu kết quả thử nghiệm.
Trở lại năm 2017, Hayflick hỏi Olshansky nhằm xác định chính xác số lượng bao nhiêu mạng sống mà các tế bào này đã cứu sống tính đến thời điểm đó.
Thông qua so sánh sự phổ biến của các loại bệnh truyền nhiễm vào thập niên 1960, khi dòng tế bào được khám phá, thì với mức phổ biến của bệnh truyền nhiễm thời đó, ông tính toán rằng vaccine làm từ tế bào WI-38 có thể giúp tránh được 4,5 tỷ vụ lây nhiễm. Tính tổng số, các tế bào có thể đã cứu 10,3 triệu mạng sống.
“Không phải ai cũng chết vì những căn bệnh đó. Nhưng nếu bạn qua khỏi, bạn có thể phải sống với tình trạng bị tàn tật,” Olshansky. “Vợ tôi và tôi, chúng tôi có bạn bè rất thân hiện vẫn sống nhưng với những hệ quả của bệnh bại liệt mắc phải khi còn bé.”
Dù từ năm 1979, Hoa Kỳ không có một ca bệnh bại liệt nào nữa nhưng vẫn còn một số lượng đáng kể người vẫn phải sống với hậu quả của bệnh.
Điều này bao gồm hàng trăm ngàn người với “triệu chứng hậu bại liệt”, khiến cơ bị yếu và teo lại. Một người đàn ông tên Paul Alexander, 74 tuổi, vẫn phải sống nhờ phổi sắt. Ông bị virus gây bại liệt vào năm 1952 khi mới 6 tuổi.
Tuy nhiên vẫn còn nhiều tranh cãi quanh nguồn gốc của dòng tế bào này.
Ngoài thực tế khiến nhiều người cảm thấy không thoải mái với nguồn gốc của tế bào là từ phá thai, thì người phụ nữ mang thai với tế bào được sử dụng, được Wadman gọi với tên “Bà X”, đã không đồng ý để tế bào được sử dụng.
Thậm chí, bà không biết gì về tế bào này mãi nhiều năm sau, khi bà được một người từ Viện nghiên cứu Karolinska liên hệ, hi vọng có thêm thông tin chi tiết cho lịch sử ngành y.
Sự việc khó có khả năng lặp lại ngày nay, vì mô của người nay là chủ thể được kiểm soát ở Hoa Kỳ. Mọi chất liệu đều được quy định trong “Quy tắc Chung” – một hệ thống quy tắc đạo đức ra đời năm 1981, theo đó yêu cầu các nhà nghiên cứu phải tuân thủ để có thể được nhận đầu tư liên bang. Đứng đầu trong số các quy định là yêu cầu phải có được sự chấp thuận.
Tuy nhiên, nguyên tắc này không áp dụng hồi tố, và có rất nhiều ví dụ về các mô bị trộm và vẫn được sử dụng đến ngày nay.
Vấn đề này lần đầu tiên thu hút công chúng là từ quyển sách viết năm 2010, có tên Cuộc đời Bất tử của Henrietta Lacks, viết về một phụ nữ người Mỹ gốc Phi có tên trên sách, bà không biết tế bào đã bị lấy từ khối u cổ tử cung và chuyển thành một dòng tế bào phổ biến vào năm 1951.
Cho đến này, tế bào này đã được sử dụng trong 70.000 nghiên cứu, và dẫn tới khám phá rằng đa số các ca ung thư cổ tử cung là do virus HPV gây ra.
Tuy nhiên, dù hậu duệ của bà Lacks nói chung là tự hào với thành tựu mà tế bào của bà đem lại, nhưng có một số người nói rằng những người khác đã kiếm lợi từ chúng, trong khi gia đình bà thì chẳng được lợi gì.
Những hiểu biết về gene
Những vi phạm đạo đức này trở nên nghiêm trọng hơn với việc giải trình tự gene giá rẻ.
Các dòng tế bào người có chứa DNA của người – và WI-38 có 50% DNA từ bào thai của mẹ. Ở khía cạnh này thì dòng tế bào được coi như có một số nguy cơ tiềm năng ảnh hưởng đến sự riêng tư.
Giải trình tự gene ở người có thể cung cấp thông tin về rủi ro bệnh tật trong gia đình, về tổ tiên, trí tuệ, và ước tính tuổi thọ.
Trong thực tế, thậm chí với những trường hợp đã có được sự đồng thuận thì vẫn còn nhiều tranh cãi trong vấn đề đạo đức sử dụng mô ở người – vì vật liệu gene về mặt tự nhiên là có đặc tính gia đình, và quyết định này có thể ảnh hưởng đến nhiều thành viên khác trong cùng dòng họ chứ không chỉ riêng người cung cấp gene.
Một cách để giải quyết quan ngại này là kêu gọi quyết định của gia đình về thời gian và cách thức mà thông tin về gene của họ được sử dụng.
Với dòng tế bào HeLa, hiện đã có một số nỗ lực để đạt được điều này. Vào năm 2013, Viện Nghiên cứu Quốc gia về Sức khỏe tiến tới đồng thuận với gia đình dòng họ Lacks, và thiết lập một hội đồng gồm ba thành viên gia đình để xem xét yêu cầu được tiếp cận toàn bộ bộ gene. Đến lúc đó, một nhóm nghiên cứu người Đức đã xuất bản toàn bộ trình tự gene trên internet.
Bất chấp có nhiều quan ngại, thì ích lợi từ việc sử dụng tế bào vẫn được coi là quá lớn so với chúng, và nhiều tổ chức tôn giáo chống phá thai cũng đã công khai ủng hộ sử dụng vaccine sản xuất theo cách thức này khi không có giải pháp nào khác, trong đó có cả Nhà thờ Công giáo, dù phía nhà thờ yêu cầu cần phải có nguồn vaccine khác thay thế.
Mối liên hệ giữa nguồn gốc đáng sợ của nhiều dòng tế bào và ích lợi chúng đem lại có lẽ là điều ấn tượng nhất trong quá trình phát triển vaccine rubella.
Dù ngày nay nó được sản xuất từ tế bào WI-38, nhưng trong giai đoạn phát triển ban đầu, vaccine này phụ thuộc nhiều vào tế bào lấy từ những bào thai bị phá bỏ khác nhau – nhiều bào thai trong số đó bị phá bỏ vì các lý do như mẹ của bào thai bị nhiễm cùng loại virus này.
Bệnh sởi Đức (rubella) có thể gây hệ quả nghiêm trọng trong thời gian thai kỳ, như khiến thai chết lưu hoặc xảy thai. Nếu phụ nữ mắc bệnh này trong giai đoạn sớm, 90% khả năng mẹ sẽ truyền virus cho bào thai chưa sinh, dẫn đến “triệu chứng rubella bẩm sinh” và hàng loạt các vấn đề sức khỏe như tổn thương não hoặc mất thính lực.
“Bạn phải nghĩ, vậy thì hệ quả đạo đức là gì nếu không sử dụng dòng tế bào này?” Olshansky nói. “Hãy nhớ rằng chúng có liên hệ nghiêm trọng trong chuỗi, trong quá trình phát triển vaccine chống virus.”
Tuy nhiên, dù giới hạn Hayflick hiện vẫn là rào cản đáng sợ với con người, nhưng nó không còn là vấn đề với giới khoa học nữa. Nỗ lực của họ tìm cách vượt qua mức giới hạn này đã giúp nhiều người trong số chúng ta sống sót hơn bất cứ nghiên cứu tìm kiếm giải pháp bất tử nào.
Bài viết này đã điều chỉnh để làm rõ WI-38 là một trong những dòng tế bào xưa nhất từng được sử dụng, chứ nó không phải là dòng tế bào xưa nhất, và hiện đang được dùng để sản xuất vaccine.
Zaria Gorvett
Via aaron dinh/ cộng đồng đam mê khám phá khoa học
