Mỗi trẻ sơ sinh nhận từ cha mẹ một trang gần như trắng: trong quá trình thụ tinh, các dấu ấn biểu sinh tích lũy trong tế bào của cha mẹ dưới tác động của căng thẳng, dinh dưỡng và độc tố bị xóa nhờ cơ chế phân tử tái lập trình. Điều này cho phép mỗi thế hệ bắt đầu cuộc sống với bản ghi biểu sinh được làm sạch — giống như một nhạc công lật trang bản nhạc, chuẩn bị cho giai điệu mới. Nhưng điều gì sẽ xảy ra nếu chúng ta có thể lặp lại cơ chế phục hồi tự nhiên này ở người trưởng thành khi biểu sinh bị tổn thương do bệnh tật? Các nhà khoa học hiện đang cố gắng làm điều đó — không thay đổi trình tự gen mà chỉ điều chỉnh hoạt động của chúng.
Đây là chỉnh sửa biểu sinh, hay chỉnh sửa biểu sinh học — công nghệ kiểm soát các dấu ấn phân tử bám vào DNA và kiểm soát hoạt động của gen. Các biến đổi hóa học này — chủ yếu là methyl hóa DNA và acetyl hóa histone — tích lũy dưới ảnh hưởng của căng thẳng, dinh dưỡng, nhiễm trùng và độc tố, tích lũy qua nhiều năm và nhiều thập kỷ. Nếu DNA là các nốt nhạc trong bản nhạc, thì biểu sinh là các ghi chú của nhạc trưởng, chỉ ra nơi chơi to hơn, nơi bỏ qua nhịp, nơi tạo khoảng lặng. Không giống như bộ gen, các dấu ấn này liên tục thay đổi trong suốt cuộc đời để đáp ứng với môi trường và có thể làm tăng nguy cơ viêm mãn tính, hen suyễn, bệnh tim mạch và ung thư.
Các công cụ chỉnh sửa gen truyền thống, như CRISPR/Cas9, tạo ra những thay đổi vĩnh viễn trực tiếp vào 'bản chất' — chính trình tự DNA. Những thay đổi này là không thể đảo ngược, truyền cho thế hệ tiếp theo và đòi hỏi sự thận trọng tối đa. Công nghệ chỉnh sửa biểu sinh mới nhằm sửa chữa không phải gen mà là 'môi trường' của chúng — những dấu vết tích lũy từ môi trường và bệnh tật, để lại DNA nguyên vẹn.
Công ty Tune Therapeutics đã tiến xa nhất trong việc thử nghiệm phương pháp này. Thuốc TUNE-401 của họ là bộ chỉnh sửa biểu sinh đầu tiên thuộc loại này để điều trị viêm gan B mãn tính. Virus viêm gan B ảnh hưởng đến hơn 240 triệu người trên toàn thế giới, và điều trị hiện tại hiếm khi dẫn đến chữa khỏi chức năng: ít hơn một phần trăm bệnh nhân mỗi năm đạt được thanh thải virus hoàn toàn. Vào đầu năm 2024, giai đoạn 1b/2a của thử nghiệm lâm sàng đã bắt đầu. Và vào tháng sáu năm 2026, Tune Therapeutics đã trình bày dữ liệu đầu tiên chứng minh sự ức chế biểu sinh hoạt động của virus trong gan bệnh nhân. Bộ chỉnh sửa biểu sinh làm cho các gen virus trong tế bào gan im lặng mà không ảnh hưởng đến DNA tế bào của bệnh nhân hay cấu trúc bộ gen virus.
Theo Fyodor Urnov, chuyên gia hàng đầu về chỉnh sửa gen và là một trong những người đồng sáng lập Tune Therapeutics, các yếu tố môi trường thực sự thay đổi hoạt động của gen ở mức độ dấu ấn biểu sinh. Các phương pháp tương tự đang được xem xét để giảm cholesterol và điều trị các bệnh tim mạch chuyển hóa khác: thay vì chặn protein hoặc loại bỏ gen, có thể nhẹ nhàng 'làm giảm' gen chịu trách nhiệm sản xuất protein đó ở mức độ dấu ấn biểu sinh. Điều này mở ra con đường điều trị cho cả một nhóm bệnh gây ra không phải bởi đột biến hay khiếm khuyết di truyền, mà bởi hậu quả lâu dài của lối sống và tác động môi trường.
Tuy nhiên, điều quan trọng là phải đánh giá một cách tỉnh táo những hạn chế. Hiện tại, dữ liệu lâm sàng chỉ giới hạn ở một loại thuốc trong giai đoạn thử nghiệm sớm. Tác động lâu dài của sự can thiệp như vậy vẫn cần được nghiên cứu. Không giống như chỉnh sửa bộ gen cổ điển, những thay đổi trong biểu sinh dường như có thể đảo ngược — điều này làm giảm nguy cơ tổn hại không thể phục hồi, nhưng đồng thời đòi hỏi các thủ tục lặp lại hoặc điều trị liên tục. Nghiên cứu vẫn chưa cung cấp bức tranh đầy đủ về các tác dụng phụ có thể xảy ra đối với các gen lân cận hoặc các mô khác của cơ thể. Cũng có câu hỏi về độ bền của hiệu quả: liệu những thay đổi biểu sinh có duy trì trong thời gian dài sau khi ngừng điều trị không?
Khả năng xóa đi những vết sẹo sinh học của quá khứ — tổn thương biểu sinh tích lũy do bệnh tật và căng thẳng — nghe có vẻ hứa hẹn, nhưng đòi hỏi sự thận trọng và kiểm tra kỹ lưỡng trước khi ứng dụng rộng rãi. Công nghệ này không thay thế nhu cầu về lối sống lành mạnh, phòng bệnh và tăng cường miễn dịch. Đúng hơn, nó bổ sung cho kho vũ khí y học quen thuộc một công cụ mới cho những trường hợp tổn thương trong quá khứ đã xảy ra.
Cuối cùng, sự thành công của chỉnh sửa biểu sinh sẽ phụ thuộc không chỉ vào độ chính xác của công nghệ và tính an toàn của nó, mà còn vào một câu hỏi sâu sắc hơn: xã hội sẵn sàng đầu tư vào phòng ngừa sớm và can thiệp ở giai đoạn tiền bệnh đến mức nào, thay vì chờ đợi bệnh bùng phát và đòi hỏi các biện pháp cứu chữa anh hùng?
