Y học chính xác và cá thể hóa đang trở thành xu hướng nổi bật trong nhiều lĩnh vực y tế và phẫu thuật hiện đại. Tuy nhiên, khái niệm này vẫn chưa được áp dụng rộng rãi trong y học tái tạo. Bài viết này sẽ phân tích sâu về ý nghĩa và vai trò quan trọng của phương pháp y học tái tạo được cá nhân hóa trong việc chăm sóc và bảo vệ sức khỏe cá nhân.
Khái niệm và ý nghĩa của y học tái tạo cá nhân hóa
Hiểu về y học tái tạo cá nhân hóa
Y học tái tạo cá nhân hóa, hay còn được biết đến với tên gọi y học cá thể hóa, là một phương pháp tiếp cận giúp các chuyên gia y tế nghiên cứu về đặc điểm di truyền của từng bệnh nhân cũng như quá trình phát triển của các khối bướu trong cơ thể. Dựa trên những thông tin quý giá này, các bác sĩ kỳ vọng có thể phát triển những chiến lược phòng ngừa, sàng lọc và đưa ra các phác đồ điều trị có hiệu quả cao hơn cho từng cá thể cụ thể.
Phương pháp cá thể hóa trong y học còn mang lại khả năng khám phá ra những liệu pháp điều trị mới mẻ, không chỉ hiệu quả mà còn có ít tác dụng phụ hơn so với các phương pháp điều trị thông thường. Thông qua việc thực hiện các xét nghiệm di truyền trên tế bào ung thư và tế bào bình thường, các bác sĩ có thể điều chỉnh phương thức điều trị sao cho phù hợp với nhu cầu chăm sóc sức khỏe đặc thù của từng người.
Quy trình sàng lọc và điều trị ung thư dựa trên nguyên tắc tái tạo cá nhân hóa bao gồm ba giai đoạn chính:
- Xác định mức độ nguy cơ mắc bệnh ung thư của một cá nhân và lựa chọn các phương pháp sàng lọc tối ưu nhất để giảm thiểu những rủi ro tiềm ẩn
- Xây dựng phác đồ điều trị phù hợp, mang lại hiệu quả cao và ít gây tác dụng phụ nhất cho bệnh nhân
- Dự báo khả năng ung thư có thể tái phát ở từng bệnh nhân cụ thể
Giá trị quan trọng của y học tái tạo cá nhân hóa
Theo một nghiên cứu được công bố trên tạp chí Mayo Clinic về sàng lọc cá nhân hóa được hỗ trợ bởi trí tuệ nhân tạo (AI) và các dấu ấn sinh học, phương pháp này có thể tối ưu hóa tiềm năng biến đổi của y học tái tạo. Nhiều nghiên cứu khác cũng đã đưa ra những kết quả tương tự, khẳng định tiềm năng to lớn của hướng tiếp cận này.
Một nghiên cứu khác được xuất bản trên tạp chí Biomarkers in Medicine đã khẳng định rằng việc ứng dụng các công cụ khoa học tiên tiến để điều chỉnh các phương pháp điều trị sinh học cho phù hợp với đúng bệnh nhân đang mở ra một kỷ nguyên mới trong quá trình chăm sóc sau điều trị ung thư.
Ngược lại, khi thiếu sự can thiệp của y học tái tạo cá nhân hóa, những khác biệt về mặt sinh học và di truyền có thể dẫn đến các kết quả điều trị khác nhau từ các quy trình tái tạo. Tuy nhiên, vẫn còn một số bệnh nhân có kết quả điều trị hoặc chăm sóc chưa đạt kỳ vọng khi áp dụng cá thể hóa trong y học.
Giáo sư Andre Terzic, chuyên gia nghiên cứu tim mạch và tác giả chính của nghiên cứu, cho biết: “Những yếu tố quyết định sự thành công và thất bại trong việc chữa trị bệnh vẫn chưa được con người làm rõ một cách đầy đủ. Sự đa dạng sinh học giữa những người tiếp nhận điều trị, hiệu quả trị liệu sinh học khó dự đoán và việc cung cấp dịch vụ chăm sóc không đồng nhất, tất cả đều làm nổi bật những thách thức đã được ghi nhận trong lĩnh vực chăm sóc phục hồi.”
Khái niệm về phương pháp điều trị được thiết kế riêng cho từng bệnh nhân đã tạo ra một cuộc cách mạng trong liệu pháp điều trị ung thư và đang tạo động lực trong y học tim mạch, nhưng vẫn chưa được nghiên cứu một cách toàn diện trong y học tái tạo và liệu pháp tế bào.
Trong ung thư đại trực tràng giai đoạn tiến triển, đột biến KRAS được xem là một yếu tố tiên lượng độc lập trong điều trị bằng cetuximab, và KRAS hoang dã là điều kiện cần thiết để đạt được hiệu quả của panitumumab. Trong bệnh ung thư vú, sự hiểu biết về việc biểu hiện quá mức của HER2 đã thay đổi hoàn toàn cách tiếp cận điều trị bằng kháng thể đơn dòng chống lại HER2.
Gần đây, việc điều trị u ác tính đã có những thay đổi đáng kể với liệu pháp miễn dịch và sự hiểu biết về các đột biến liên quan đến khả năng kháng thuốc phong tỏa PD-1 mắc phải. Tương tự, y học tim mạch cũng đang trở nên cá nhân hóa. Bệnh nhân có đột biến bất hoạt trong gen mã hóa protein PCSK9 có nguy cơ nhồi máu cơ tim thấp hơn đáng kể, và phản ứng của bệnh nhân với warfarin và clopidogrel bị ảnh hưởng bởi tính đa hình gen trong VKORC1 và CYP2C19 tương ứng.
Y học tái tạo đã bị tụt lại phía sau so với khái niệm y học cá thể hóa, nơi mà tính đa hình di truyền và phản ứng của cá nhân đối với các liệu pháp điều trị phần lớn vẫn chưa được kiểm chứng trong bối cảnh cải thiện kết quả bằng các liệu pháp tế bào và tái tạo.
Đây là một lĩnh vực có tiềm năng to lớn để phát triển y học tái tạo theo hai hướng mạnh mẽ. Thứ nhất, việc hiểu được khả năng thay đổi từ người hiến tặng này sang người hiến tặng khác của bất kỳ sản phẩm tái tạo tự thân nào là vô cùng quan trọng – nhận thức rằng tế bào của một người không giống với cùng loại tế bào từ một người hiến tặng khác cho thấy rằng sàng lọc người hiến tặng có thể là bước đầu tiên quan trọng trong việc điều chỉnh điều trị cho một căn bệnh cụ thể. Thứ hai là khả năng thiết kế các phương pháp trị liệu tế bào “thông minh” để nhắm vào bệnh đang được điều trị – không phải một loại tế bào phù hợp với tất cả các trạng thái bệnh.
Dự án giải mã toàn bộ bộ gen con người đã chứng minh một cách thuyết phục rằng mỗi cá nhân là duy nhất dựa trên cấu trúc gen cơ bản. Điều này có nghĩa là tế bào gốc phôi, tế bào gốc đa năng cảm ứng (iPS) và tế bào gốc trung mô (MSC) từ bất kỳ cá nhân cụ thể nào đều khác biệt với tế bào tương tự từ người khác.
Do đó, khi nghiên cứu hiệu quả của liệu pháp dựa trên tế bào, điều quan trọng là phải xem xét sự khác biệt giữa người hiến tặng và cách điều này có thể ảnh hưởng đến chức năng tế bào như một phương pháp điều trị. Ví dụ, nếu muốn điều trị bệnh Crohn, việc hiểu rằng các tế bào gốc trung mô tự thân của bệnh nhân Crohn thực sự có tính chất gây viêm có thể dẫn đến việc chọn một sản phẩm đồng loại thay thế.
Khi tìm kiếm tế bào gốc trung mô đồng loại tối ưu, việc tìm người hiến tặng có tế bào gốc trung mô làm tăng tế bào điều hòa T và phân cực đại thực bào M2 trong điều kiện in vitro và in vivo có thể mang lại hiệu quả tốt nhất cho bệnh Crohn.
Tuy nhiên, tế bào gốc trung mô của cùng một người hiến tặng đó có thể không có các đặc tính kháng khuẩn tối ưu cần thiết cho một liệu pháp điều trị xơ nang hoặc các đặc tính tạo mạch và tái tạo mong muốn cho một liệu pháp điều trị nhồi máu cơ tim.
Tương tự, mỗi người nhận liệu pháp tế bào đều là duy nhất, và do đó, phản ứng của họ với liệu pháp tế bào cũng được cá nhân hóa. Các nghiên cứu bộ gen trước và sau khi phân phối tế bào bằng cách sử dụng sc-RNA và RNA mô trước và sau khi thực hiện liệu pháp tế bào có thể làm sáng tỏ cơ chế hoạt động của liệu pháp tế bào và xác định ai là người đáp ứng tối ưu.
Một tiềm năng thú vị của liệu pháp tế bào là khả năng thiết kế tế bào hoặc thay đổi chức năng của chúng trong phòng thí nghiệm trước khi sử dụng trong các thử nghiệm lâm sàng. Liên quan đến khả năng mở rộng, đây có thể sẽ là một cách tiếp cận khả thi hơn bằng cách sử dụng các tế bào đồng loại.
Ví dụ, tế bào gốc trung mô đã nổi lên như một phương pháp điều trị đầy triển vọng cho bệnh viêm và trung gian miễn dịch do các đặc tính chống viêm, ức chế miễn dịch và điều hòa miễn dịch đáng chú ý của chúng được thực hiện trong cả cơ chế truyền tín hiệu nội tiết và tiếp xúc giữa tế bào với tế bào.
Tuy nhiên, trong số hơn 900 thử nghiệm tiền lâm sàng và lâm sàng trong 10 năm qua, nhiều thử nghiệm đã dẫn đến thất bại trong điều trị hoặc không đạt được hiệu quả mong muốn. Một lời giải thích hợp lý cho những thất bại điều trị này là kỳ vọng rằng một loại tế bào, được thu thập từ một vị trí cụ thể (tức là tế bào gốc trung mô từ tủy xương, mô mỡ và mô rốn), từ một người hiến tặng cụ thể, được kỳ vọng sẽ có hiệu quả trong việc điều trị nhiều bệnh có sinh lý bệnh khác nhau.
Thay vì mong đợi một sản phẩm tế bào gốc trung mô cụ thể có hiệu quả như nhau trên nhiều bệnh lý, tế bào gốc trung mô có thể được tối ưu hóa để điều trị bất kỳ bệnh cụ thể nào ở một bệnh nhân cụ thể. Tế bào gốc trung mô có thể được kích hoạt bằng các cytokine và các yếu tố tăng trưởng, điều kiện thiếu oxy, thuốc dược lý, vật liệu sinh học, các điều kiện nuôi cấy khác nhau và các phân tử đa dạng để ảnh hưởng đến khả năng điều hòa miễn dịch, tái tạo, tạo mạch, chống apoptosis và chống sẹo.
Ngoài ra, tế bào gốc trung mô cũng có thể được thiết kế thông qua phân phối DNA và RNA không đồng nhất để thay đổi biểu hiện gen, do đó cải thiện chức năng in vivo. Bằng cách điều chỉnh tăng hoặc giảm sự biểu hiện gen trong các tế bào gốc trung mô hoặc iPS, có tiềm năng lớn để nhắm mục tiêu phát triển khối u trong khối u ác tính hoặc các hiệu ứng ức chế miễn dịch cụ thể cần thiết cho bệnh qua trung gian miễn dịch.
Chiến lược ứng dụng y học tái tạo trong chăm sóc sức khỏe cá nhân
Y học phục hồi đang sẵn sàng chuyển trọng tâm từ chống lại bệnh tật sang bảo vệ sức khỏe con người trước khi xảy ra bệnh tật, đây là chiến lược được ưu tiên hàng đầu ở những nước phát triển. Với trọng tâm là phục hồi hình thái và chức năng, chăm sóc phục hồi mong muốn cung cấp các phương pháp chữa trị mới cho những bệnh nhân thực sự cần thiết.
Thành công có thể được dự đoán từ việc xác định đúng bệnh nhân cho các liệu pháp tái tạo. Những hiểu biết mới về nguyên nhân cơ bản của bệnh tật, cùng với các công nghệ mới nổi như xét nghiệm di truyền và trí tuệ nhân tạo (AI) đang góp phần giúp xác định chính xác những ứng viên có khả năng sẽ hoặc sẽ không đạt được kết quả tích cực trong điều trị.
Ví dụ, nghiên cứu từ thử nghiệm lâm sàng “Liệu pháp tái tạo tim mạch chống suy tim sung huyết” được gọi là CHART-1, cho thấy liệu pháp tế bào gốc tim là an toàn và mang lại lợi ích cho bệnh nhân, đặc biệt là những người bị phì đại thất trái nặng. Tuy nhiên, các phản ứng khác nhau đã làm chậm quá trình tích hợp liệu pháp sinh học mới này vào chăm sóc lâm sàng hàng ngày.
Sàng lọc trước cho những bệnh nhân trong nhóm nguy cơ cao có thể xác định những bệnh nhân tim nào có khả năng trải qua quá trình chữa bệnh tốt nhất. “Liệu pháp tái tạo cá nhân hóa ngày càng được hỗ trợ bởi sàng lọc trước cấu trúc gen của từng người nhận liệu pháp. Đáng chú ý, những người mang các biến thể bệnh cơ tim dường như được hưởng lợi ít hơn từ liệu pháp tế bào gốc, khuyến khích sàng lọc trước can thiệp để xác định những người đáp ứng tốt nhất trong việc quản lý suy tim,” Giáo sư Terzic cho biết thêm.
Nghiên cứu cũng cho thấy nhu cầu hiểu rõ hơn về các dấu ấn sinh học cá nhân hóa để lựa chọn thêm các ứng viên phù hợp cho các can thiệp tái tạo và hướng dẫn các quyết định chính xác về chăm sóc.
Tiến sĩ Satsuki Yamada – một trong những thành viên chính của nghiên cứu cho biết: “Sự phát triển của chẩn đoán cá nhân hóa do dấu ấn sinh học hướng dẫn, sửa chữa theo mục tiêu và ra quyết định dựa trên trí tuệ nhân tạo có tiềm năng biến đổi thực hành lâm sàng và góp phần tối ưu hóa kết quả điều trị bệnh nhân có thể đạt được. Các thông số cấu trúc của quá trình tái tạo tim, cụ thể là kích thước thất trái, dường như có thể dự đoán hiệu quả của tế bào gốc. Do đó, phân tầng mức độ nghiêm trọng của bệnh có thể giúp xác định bệnh nhân tim nào có nhiều khả năng được hưởng lợi từ liệu pháp tế bào gốc.”
Các nhà nghiên cứu cũng cho rằng áp dụng phương pháp điều trị sinh học sẵn sàng cho bệnh nhân, kết hợp với các công nghệ hướng dẫn mới (như trí tuệ nhân tạo), tiên tiến và kế hoạch chăm sóc lâm sàng được tối ưu hóa, có thể giúp tăng tính nhất quán trong kết quả tái tạo. Điều này có thể thúc đẩy sự phát triển của kỷ nguyên mới mà trong đó, chăm sóc sức khỏe ban đầu được coi trọng và đặt lên hàng đầu.
Mặc dù là một ngành khoa học y học rất hứa hẹn nhưng y học cá thể trên thực tế không thể áp dụng cho tất cả các loại ung thư. Một số phương pháp mới chỉ đang ở giai đoạn thử nghiệm lâm sàng và chưa được đưa vào hướng dẫn điều trị chuẩn. Việc xét nghiệm di truyền cho bệnh nhân và các khối u của họ có thể mất thời gian và chi phí cao, và thường sẽ không được bảo hiểm chi trả.
Thêm vào đó, một số liệu pháp y học cá thể, chẳng hạn như liệu pháp nhắm đích có thể sẽ rất đắt đỏ. Y học cá thể hóa là một hướng tiếp cận mới trong điều trị ung thư. Các nhà khoa học vẫn chưa hiểu hết về những biến đổi di truyền xảy ra trong tế bào ung thư. Họ cũng chưa biết được cơ chế hoạt động chính xác của những phương pháp điều trị này.
Do đó, trong trường hợp có nhu cầu sử dụng y học tái tạo cá nhân hóa, người bệnh cần lựa chọn được nơi điều trị đảm bảo đúng chuyên môn cũng như trao đổi với các bác sĩ trước khi tiến hành áp dụng.