Bệnh nhân đầu tiên trên thế giới chữa khỏi bệnh tiểu đường, nhờ những tế bào gốc kỳ diệu.

Liệu pháp tế bào gốc VX-880 là kết quả của hành trình hơn 30 năm tìm kiếm một phương pháp điều trị tiểu đường của Doug Melton, một nhà sinh vật học tại Đại học Harvard.

Brian Shelton là một bưu tá làm việc tại tiểu bang Ohio của Mỹ. 64 tuổi, gần hai phần ba cuộc đời của ông bị căn bệnh tiểu đường type I làm cho khốn khổ. Khác với tiểu đường type II là căn bệnh phổ biến và nhẹ hơn, tiểu đường type I là một mối đe dọa thường trực tới tính mạng của người bệnh.

Nó xảy ra khi các tế bào trong tụy bị chính hệ miễn dịch phá hủy. Bệnh nhân vì vậy không thể sản sinh ra insulin, hooc-môn có nhiệm vụ giống như Shelton - một bưu tá đi giao những phân tử đường tới từng tế bào trong cơ thể.

Hậu quả của việc không có insulin là các tế bào không thể có được đường, thứ mà chúng dùng làm nhiên liệu hoạt động. Bệnh nhân vì vậy sẽ phải tiêm insulin ít nhất 2 lần mỗi ngày trước bữa ăn và cho tới hết cuộc đời để bù đắp những gì mà tụy của họ không thể tự sản xuất ra được.

Một bộ kiểm tra đường huyết của Brian Shelton, thứ ông phải mang theo bên người khi mắc bệnh tiểu đường type I.

Mỗi ngày của Shelton như sống trên một chiếc bập bênh. Thiếu insulin sẽ khiến đường ứ đọng trong máu, gây nhiễm toan ceton và có thể khiến ông ấy tử vong. Nhưng tiêm thừa insulin cũng không được, nó sẽ gây ra tình trạng hạ đường huyết.

Shelton đã từng đâm xe máy của ông vào một bức tường và ngất xỉu trong sân nhà một người dân khi đang đi giao thư cho họ. Sau tai nạn đó, bác sĩ đã khuyên Shelton nên nghỉ hưu. Cindy, vợ cũ của ông đã phải đón Shelton về nhà để chăm sóc.

"Tôi sợ phải để để ông ấy ở một mình cả ngày", bà nói.

Bệnh nhân đầu tiên chữa khỏi bệnh tiểu đường type I

Cơ hội với Shelton đến vào đầu năm 2021, khi Cindy đọc được một thông tin về thử nghiệm lâm sàng của Vertex Pharmaceuticals. Công ty dược phẩm sinh học có trụ sở tại Boston đang tuyển tình nguyện viên là những bệnh nhân mắc tiểu đường type I.

Họ sẽ được thử nghiệm một phương pháp tế bào gốc đã được phát triển qua nhiều thập kỷ, bởi một nhà khoa học đã thề phải tìm ra cách chữa trị căn bệnh quái ác đang hành hạ cả hai đứa con nhỏ của mình.

Cindy và Shelton đã đăng ký tham gia. Thử nghiệm chính thức bắt đầu vào ngày 29 tháng 6, Shelton được chọn là bệnh nhân đầu tiên thực hiện liệu pháp có tên là VX-880. Trong thử nghiệm lâm sàng giai đoạn kết hợp I và II, ông đã được truyền một nửa liều tế bào đảo tụy biệt hóa từ tế bào gốc qua tĩnh mạch cửa gan.

Từ đây, các tế bào sẽ đi qua tụy của Shelton, cư trú ở đó và thay thế các tế bào trong cơ thể ông đã hỏng hóc. Cùng với thuốc ức chế miễn dịch cho phép các tế bào này tồn tại, chúng sẽ hoạt động giống như một nhà máy sản xuất insulin mới trong cơ thể, cho phép Shelton quản lý chỉ số đường huyết của mình.

Ở ngày thứ 90 sau thử nghiệm, các xét nghiệm cho thấy chỉ số HbA1c của ông đã giảm từ 8.6 xuống 7.2. C-peptide lúc đói, một chỉ số phản ánh việc sản xuất insulin nội sinh đã tăng từ 0 lên 280 pmol/L. C-peptide kích thích đạt đỉnh tới 560 pmol/L cho thấy cơ thể Shelton đã khôi phục được khả năng sản xuất insulin đáp ứng với glucose, chức năng đã biến mất suốt hơn 40 năm.

Tất cả những con số cho thấy VX-880 đã có hiệu quả, Shelton từ chỗ phải tiêm 34 đơn vị insulin/ngày, tới ngày thứ 90 đã chỉ cần 2,9 đơn vị. "Nó giống như một phép màu vậy", ông nói.

Brian Shelton, một bưu tá nghỉ hưu ở bang Ohio, Hoa Kỳ mới đây đã trở thành bệnh nhân đầu tiên trên thế giới chữa khỏi bệnh tiểu đường type I.

Trên một khía cạnh nào đó, Shelton đã được chữa khỏi bệnh tiểu đường type I. "Đây là thứ mà chúng tôi đã mong chờ theo đúng nghĩa đen sau nhiều thập kỷ", tiến sĩ Irl Hirsch, một chuyên gia về bệnh tiểu đường tại Đại học Washington cho biết.

Đồng ý với ông ấy là Peter Buttler, một chuyên gia nghiên cứu tiểu đường tại Đại học California. Buttler so sánh liệu pháp tế bào gốc đảo tụy VX-880 này với việc khám phá ra insulin các đây hơn 100 năm.

Nó sẽ là một cột mốc mới trong việc điều trị tiểu đường và có thể giúp hàng triệu bệnh nhân trên thế giới mỗi năm, "trả lại cho họ những tế bào mà họ đã bị mất", tiến sĩ Buttler nói.

Một hành trình kéo dài hơn 30 năm

VX-880 là kết quả của hành trình hơn 30 năm tìm kiếm một phương pháp điều trị tiểu đường của Doug Melton, một nhà sinh vật học tại Đại học Harvard.

Tiến sĩ Melton chưa từng biết đến bệnh tiểu đường cho đến năm 1991, khi đứa con trai 6 tháng tuổi của ông - Sam – bị ốm nặng. Những triệu chứng rất kỳ lạ bao gồm nôn mửa, run rẩy và thở hổn hển. "Các bác sĩ nhi khoa [khi nhìn vào tình trạng lâm sàng ấy] cũng không thể đoán ra được đó là bệnh gì", tiến sĩ Melton nhớ lại.

Cho đến khi ông và vợ mình, Gail O'Keefe, đưa con tới Bệnh viện Nhi Boston, kết quả xét nghiệm nước tiểu mới phát hiện đứa bé bị tiểu đường. Khác với tiểu đường type II, tiểu đường type I có thể là một căn bệnh bẩm sinh do di truyền và phát bệnh từ rất sớm.

Điều đó có nghĩa là Emma, chị gái của Sam và là con gái lớn trong nhà Melton cũng có thể phát bệnh trong vòng 10 năm nữa. Ở độ tuổi từ 13-14, cô gái có thể sẽ chính thức nhận chẩn đoán tiểu đường.

"Ông phải tìm ra cách chữa trị căn bệnh chết tiệt này", Gail nói với Shelton trong nước mắt khi đứa con bé bỏng của họ phải châm kim đo đường huyết 4 lần một ngày vào các đầu ngón tay. Và khi những ngón tay của cậu bé 6 tháng tuổi thâm tím lại vì những vết chích, họ phải chuyển vị trí chọc kim xuống các ngón chân.

Đường huyết của bệnh nhân tiểu đường type I là chỉ số mang tính sống còn, nhất là đối với một đứa trẻ 6 tháng tuổi. "Đó là một căn bệnh khủng khiếp", tiến sĩ Butler nói.

Doug Melton, xuất phát điểm là một nhà sinh vật học tại Đại học Harvard, đã quyết tâm tìm ra phương pháp chữa trị tiểu đường khi con trai ông mắc phải căn bệnh này từ 6 tháng tuổi.

Bệnh nhân tiểu đường type I có thể phải cắt cụt chân, thậm chí tử vong ngay trong đêm nếu đường huyết của họ giảm trong khi ngủ. Đối với một đứa trẻ sơ sinh như Sam, liều insulin cho cậu bé không có sẵn. Tiến sĩ Shelton và Gail đã phải tính toán để pha loãng các mũi tiêm từ liều của người lớn.

Điều này càng khiến nguy cơ hạ đường huyết bất chợt tăng lên. Chưa kể, căn bệnh có thể làm suy yếu hệ miễn dịch theo thời gian. Sam đã sinh ra với một bệnh nền mà lẽ ra chỉ khởi phát ở cuối đời của những bệnh nhân lớn tuổi.

Cậu bé có nguy cơ bị mù lòa, suy thận và một loạt các căn bệnh thứ phát khác nếu các tế bào đảo tụy của cậu không được thay thế. Cho tới trước khi VX-880 ra đời, liệu pháp duy nhất để làm điều đó là cấy ghép đảo tụy từ người hiến tặng sang người bệnh.

Tuy nhiên, nguồn tạng hiến tặng thường thiếu hụt khiến phương pháp tiếp cận này là bất khả thi với đại đa số người bệnh.

Những chiếc mũ len màu tím

Vào thời điểm mà con trai ông nhận chẩn đoán, tiến sĩ Shelton đang làm việc như một nhà sinh vật học tại Đại học Harvard. Ông quyết định bỏ ngang công trình nghiên cứu quá trình phát triển của ếch để tìm kiếm một phương pháp chữa trị tiểu đường.

Không phải bắt đầu từ con số 0, những tế bào phôi ếch trước đó đã dạy cho Shelton biết tế bào gốc phôi của người có thể giúp giải quyết vấn đề. Nếu cấy ghép tế bào đảo tụy là không thể đối với đa số bệnh nhân vì thiếu hụt tạng ghép, việc "dỗ" các tế bào gốc phôi biến thành tế bào đảo tụy có thể là lời giải.

Những tế bào đảo tụy là thứ sản sinh ra insulin, nhưng ở trong cơ thể bệnh nhân tiểu đường type I, chúng đã bị chính hệ miễn dịch của họ tiêu diệt.

Các tế bào gốc là tế bào có thể biến thành bất kỳ tế bào nào trong cơ thể. Vấn đề là tìm ra được một công thức để hướng dẫn chúng, có thể là các hợp chất sinh hóa, các kích thích vật lý hay bất cứ thứ gì khác.

Với mỗi giai đoạn phát triển của tế bào gốc thành tế bào đảo tụy, nó được đánh dấu bằng một chất chỉ thị màu. Theo đó, tế bào gốc ban đầu sẽ phát ra ánh sáng màu đỏ, nó sẽ chuyển dần sang màu vàng và màu xanh, khi các dấu hiệu biệt hóa thành đảo tụy xuất hiện chứng tỏ tế bào đã sản sinh được insulin.

Cuối cùng, nếu tế bào tiếp tục chuyển thành màu tím, đó sẽ là dấu hiệu cho thấy tế bào gốc ban đầu đã biệt hóa hoàn toàn thành tế bào đảo tụy, với toàn bộ chức năng sản sinh insulin hoàn chỉnh.

Nghe có vẻ đơn giản nhưng sau vô số thí nghiệm diễn ra trong suốt 2 thập kỷ, tiến sĩ Shelton và cả phòng thí nghiệm được đầu tư 50 triệu USD của ông vẫn chỉ giậm chân tại chỗ.

Cho tới một đêm năm 2014, khi họ quyết định làm tăng ca trong một thí nghiệm tưởng chừng không có gì lạc quan lắm, các tế bào màu đỏ đã lần đầu tiên chuyển sang màu xanh và ngày càng đậm hơn.

Cả phòng thí nghiệm đã quyết định ăn mừng bằng một bữa tiệc nhỏ. Họ mua những chiếc mũ len màu xanh và đội nó lên đầu. Nhưng thêm một khoảng thời gian sau đó, các tế bào vẫn bị mắc kẹt lại ở màu xanh mà không thể chuyển tím.

Tiến sĩ Melton và cả phòng thí nghiệm của ông thực sự khao khát những tế bào và những chiếc mũ len màu tím. Và họ biết rằng mình cần thêm nguồn lực.

Một tỷ đô trong túi áo

Công ty công nghệ sinh học Semma được thành lập vào năm 2014, cái tên là sự kết hợp giữa Sam và Emma, hai con của tiến sĩ Melton. Họ tiếp tục mất 5 năm để phát triển liệu pháp tế bào gốc điều trị tiểu đường.

Cột mốc năm 2019 đánh dấu lần đầu tiên Semma, dưới sự dẫn dắt của chuyên gia liệu pháp tế bào Bastiano Sanna tiến hành một thử nghiệm điều trị thành công bệnh tiểu đường trên chuột.

Bước tiếp theo mà họ nhắm tới là một thử nghiệm lâm sàng trên người. Nhưng Semma khi đó vẫn quá nhỏ. Họ cần một công ty lớn, với hàng trăm nhân viên giàu kinh nghiệm và nguồn vốn tốt để dẫn dắt thử nghiệm này.

Nó phải được thực hiện theo các tiêu chuẩn chính xác của Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) - với hàng nghìn trang tài liệu phải được chuẩn bị và lên kế hoạch từ trước.

Cơ hội đến vào tháng 4 năm 2019, tại một cuộc họp ở Bệnh viện Đa khoa Massachusetts, tiến sĩ Melton tình cờ bắt gặp một đồng nghiệp cũ. Đó là tiến sĩ David Altshuler, người từng là giáo sư di truyền học và y học tại Harvard nhưng mới đảm nhận vị trí giám đốc khoa học tại Vertex Pharmaceuticals.

Trong bữa trưa, tiến sĩ Altshuler hỏi tiến sĩ Melton rằng công việc của ông có gì mới hay không? Tiến sĩ Melton đã lấy ra từ túi ra một lọ thủy tinh nhỏ chứa một viên nhỏ màu tím sáng lấp lánh. Ông nói với tiến sĩ Altshuler: "Đây là những tế bào đảo tụy mà chúng tôi đã tạo ra ở Semma".

Với tầm nhìn của mình tại Vertex khi công ty cũng đang tập trung vào các liệu pháp sinh học có thể thay thế cho nền tảng dược hóa học, tiến sĩ Altshuler nói với Melton: "Tôi nghĩ có thể có một cơ hội".

Tiến sĩ Melton cầm trên tay lọ thủy tinh chứa những tế bào gốc biệt hóa thành tế bào đảo tụy.

Tám tuần sau đó là một loạt các cuộc họp được tổ chức giữa Vertex và Semma. Công ty sau đó đã quyết định mua lại Semma với giá 950 triệu USD. Với sự bảo trợ của Vertex, thử nghiệm lâm sàng liệu pháp tế bào gốc trị tiểu đường VX-880 đã được FDA chấp thuận.

Họ chính thức khởi động nó vào tháng 6 năm nay và Shelton trở thành bệnh nhân đầu tiên được lựa chọn.

Những giọt nước mắt hạnh phúc

Giống như những bệnh nhân được cấy ghép tuyến tụy, Shelton sau khi nhận được nửa liều tế bào gốc VX-880 sẽ vẫn phải dùng thuốc ức chế hệ thống miễn dịch, bởi các tế bào mà ông nhận được đến từ một người lạ.

Tuy nhiên, Shelton nói việc uống thuốc gây ra ít tác dụng phụ. Ông hài lòng với điều đó hơn nhiều việc phải theo dõi đường huyết mỗi ngày và lúc nào cũng lo sợ các biến chứng nguy hiểm của căn bệnh.

Tiến sĩ James Markmann, bác sĩ đã trực tiếp thực hiện thủ thuật tiêm tế bào gốc cho Shelton nói rằng mặc dù VX-880 chỉ là một bản dùng thử nửa liều của Vertex, không ai có thể nghĩ rằng nó lại hoạt động tốt đến vậy.

"Kết quả thật ấn tượng", tiến sĩ Markmann nói, "Đó là một bước tiến thực sự của lĩnh vực này".

Với việc mua lại Semma với giá 950 triệu USD, Vertex Pharmaceuticals bây giờ đã sở hữu liệu pháp tế bào gốc đột phá, hứa hẹn giúp hàng triệu bệnh nhân trên thế giới chữa khỏi bệnh tiểu đường type I.

Mặc dù là người phát triển VX-880 từ những ngày đầu, các quy định của Vertex sau khi họ mua Semma lại biến tiến sĩ Melton trở thành một trong những người cuối cùng biết kết quả của thử nghiệm.

Phải tới tận tháng trước, Vertex mới sẵn sàng tiết lộ tình trạng của Shelton cho ông ấy. Tới buổi họp hôm đó, tiến sĩ Melton thú thật ông không mong đợi nhiều. "Tôi đã chuẩn bị một bài phát biểu mang tính an ủi và động viên", ông nói.

Nhưng giây phút Vertex nói thử nghiệm của họ đã thành công đã khiến tiến sĩ Melton gần như bối rối muốn vỡ òa. Bình thường là một người khá trầm lặng và điềm tĩnh, tiến sĩ Melton bỗng trở nên bồn chồn trong suốt buổi họp ấy.

Ông đã dành hàng chục năm và tất cả niềm tin của mình cho dự án này. Phải đợi cho tới tận cuối bài thuyết trình của nhóm Vertex, một nụ cười rạng rỡ mới nở trên khuôn mặt của tiến sĩ Melton. Mọi dữ liệu đều là thật.

Hôm đó vị tiến sĩ rời Vertex để về nhà ăn tối với Sam, Emma và O'Keefe. Khi cả nhà đã ngồi vào bàn, ông thông báo cho họ biết kết quả. "Tôi chỉ có thể nói rằng đó là một khoảnh khắc có rất nhiều nước mắt cùng những cái ôm", tiến sĩ Melton nói.

"Điều duy nhất tôi có thể nói là 'Cảm ơn'" - Brian Shelton.

Về phần Shelton, khoảnh khắc của sự thật đã đến chỉ vài ngày sau khi ông được tiêm tế bào gốc VX-880. Đó là khi ông được xuất viện về nhà và tự mình đo lượng đường trong máu, bằng chính chiếc máy cầm tay đã đi theo mình hàng chục năm.

Chỉ số hiện ra một cách hoàn hảo! Shelton và vợ mình Cindy đã ăn mừng. Và ngay cả khi bữa ăn của họ kết thúc, lượng đường trong máu của Shelton vẫn trong ngưỡng bình thường. Ông ấy thực sự đã khóc khi nhìn thấy kết quả ấy: "Điều duy nhất tôi có thể nói là 'Cảm ơn'".