Các nhà nghiên cứu đã sử dụng các tế bào gốc cải biến để đưa một cách có chọn lọc thuốc chống ung thư tới các khối u vú di căn ở chuột. Các tế bào gốc đặc biệt nhắm mục tiêu vào các khối u di căn bằng cách đi vào môi trường đặc thường bao quanh chúng.
So với các tế bào gốc không cải biến, việc điều trị bằng tế bào gốc cải biến đã làm thu nhỏ các khối u vú di căn ở chuột và cải thiện tỷ lệ sống còn của chúng. Các kết quả nghiên cứu được công bố ngày 26 tháng 7 trong tạp chí Science Translational Medicine.
Các thành phần trong khu vực xung quanh các khối u được gọi là vi môi trường khối u, có thể ảnh hưởng trực tiếp đến sự tiến triển của ung thư và di căn. Hiện tại, nhóm nghiên cứu tin rằng họ có thể đã tìm ra một cách để tận dụng lợi thế của vi môi trường khối u.
Trái ngược với các liệu pháp điều trị nhắm trực tiếp vào các tế bào ung thư khác, theo người dẫn đầu nghiên cứu, Tiến sĩ Weian Zhao của Đại học California, Irvine nói “chúng tôi đã chứng minh được rằng chúng ta thực sự có thể nhắm mục tiêu vào “ngôi nhà” nơi mà các tế bào ung thư cư trú – tức là vi môi trường khối u.”
Bác sĩ Rosandra Kaplan, giám đốc bộ phận Vi môi trường khối u của Trung tâm NCI về Nghiên cứu Ung thư, người không tham gia vào nghiên cứu này cho hay, “Cơ sở của nghiên cứu mới lạ và rất hứa hẹn trong điều trị. Đó là một bằng chứng tuyệt vời cho một nguyên lý. Mặc dù vẫn còn rất nhiều chi tiết phải nghiên cứu nhưng nó có khả năng thay đổi cách chúng ta điều trị ở những bệnh nhân có nguy cơ cao di căn.”
Một đặc điểm thú vị của cách tiếp cận, Tiến sĩ Kaplan tiếp lời, là nó có thể điều chỉnh và vận động, có nghĩa là nó có thể được tinh chỉnh theo nhu cầu của từng bệnh nhân.
Bà nói, “Khi bạn cho bệnh nhân một liều hóa trị khổng lồ, nó giống như một quả bom. Còn điều này giống như hành động tàng hình của lực lượng hải quân, giống như biết vị trí nào để tấn công vào và biết chính xác khi nào để kéo kích hoạt. Có rất nhiều sự hứa hẹn ở đó. ”
Vi môi trường đặc
Mặc dù ung thư di căn chiếm phần lớn số trường hợp tử vong do ung thư nhưng hiện nay không có phương pháp điều trị ung thư nào được sử dụng nhắm đặc hiệu vào các khối u di căn. Tiến sĩ Zhao và các đồng nghiệp của ông tự hỏi liệu các thành phần đặc hiệu của vi môi trường khối u có thể giúp họ điều trị các khối u di căn hay không.
Tiến sĩ Kaplan giải thích, trong vi môi trường khối u, một lưới các phân tử sợi được gọi là chất nền ngoại bào cung cấp “nền tảng cho các tế bào truyền thông tin với nhau và một dãy như các đường tàu lửa mà chúng có thể di chuyển trên đó. Ngoài ra, độ cứng vật lý của chất nền này có thể ảnh hưởng đến hoạt động của các tế bào gần đó.
Ví dụ, khi các tế bào ung thư vú di căn, chúng có xu hướng nằm trong chất nền ngoại bào đặc trong phổi. Các tín hiệu và ám hiệu từ chất nền ngoại bào giúp các tế bào ung thư tồn tại và phát triển trong môi trường mới của chúng.
Chất nền đặc trong vi môi trường cũng có thể ảnh hưởng đến biểu hiện gen và sự phát triển của một loại tế bào gốc trưởng thành, gọi là các tế bào gốc trung mô (mesenchymal stem cell – MSC), giúp sửa chữa các mô bị tổn thương. Cụ thể, nếu các tế bào gốc này có thể phát triển thành một số loại tế bào khác nhau gặp phải một chất nền cứng nhắc hơn thì chúng sẽ trở thành các tế bào xương. Nhưng nếu chúng ở trong một chất nền mềm dẻo hơn thì chúng biến thành các tế bào mỡ.
Ngoài ra, MSC ưu tiên nằm gần các khối u, và một số nhà nghiên cứu nghĩ rằng vi môi trường đặc có khả năng thu hút chúng.
Do tính chất của các MSC, Tiến sĩ Zhao và nhóm của ông đã lý luận rằng các tế bào này có thể được sử dụng để nhắm mục tiêu vào các khối u một cách đặc hiệu. Tiến sĩ Zhao nói, tuy các nhà nghiên cứu hiện tại của họ đang tập trung vào các khối u di căn, nhưng về mặt lý thuyết họ cũng có thể “nhắm tới các khối u nguyên phát”.
Để vận dụng các MSC vào điều trị ung thư, các nhà nghiên cứu đã cải biến các tế bào để chúng biểu hiện gen cho một enzyme then chốt chỉ khi chúng gặp phải một vi môi trường đặc. Enzyme được gọi là cytosine deaminase (CD), chuyển đổi flucytosine thành fluorouracil hóa trị liệu.
Fluorouracil thường được sử dụng để điều trị ung thư vú. Nhưng giống như các loại thuốc hóa trị khác, nó có thể làm tổn thương các mô khỏe mạnh và gây độc toàn cơ thể.
Hy vọng của nhóm nghiên cứu là bằng cách cải biến các MSC để biểu hiện enzyme CD chỉ trong vi môi trường đặc, thuốc hóa trị sẽ được kích hoạt đặc biệt gần các khối u, ưu tiên tiêu diệt các tế bào ung thư đồng thời bảo vệ tế bào lành.
Nhắm mục tiêu đến các khối u di căn
Trong các thí nghiệm ở phòng thí nghiệm, các nhà nghiên cứu kết hợp các MSC cải biến, các tế bào ung thư vú và flucytosine trên các bề mặt khác nhau. Họ nhận thấy các MSC cải biến biểu hiện CD và làm giảm sự phát triển của tế bào ung thư vú khi đặt trên bề mặt thủy tinh cứng nhưng không đạt được khi đặt trên bề mặt gel mềm.
Tiếp theo, họ cấy các tế bào ung thư vú của con người lên chuột và cuối cùng hình thành những khối u di căn trong phổi chuột. Sau đó, họ tiêm các MSC cải biến hoặc không cải biến vào các con chuột này, và ngày hôm sau tiêm flucytosine cho chúng.
Các nhà nghiên cứu đã phát hiện thấy các MSC cải biến đã vào các khối u phổi di căn và biểu hiện CD, và các flucytosine kích hoạt làm giảm kích thước khối u và kéo dài thời gian sống của chuột. Tuy nhiên, khi điều trị với các MSC không cải biến và flucytosine cho kết quả không thay đổi kích thước khối u hay cải thiện sự sống ở chuột.
Ngoài ra, họ nhận thấy các MSC cải biến không làm tổn thương các tế bào khỏe mạnh trong tủy xương, gan hoặc não của chuột. Nhưng khi họ tiêm các các MSC vào chuột và các MSC này liên tục biểu hiện CD, tiếp theo là tiêm flucytosine, việc điều trị đã làm tổn thương các mô lành.
Tiến sĩ Zhao nói, điều này có thể xảy ra bởi vì flucytosine đã được kích hoạt bên ngoài khối u và nó chứng minh một cách tiếp cận nhắm mục tiêu là rất quan trọng để giảm các tác dụng phụ có hại của nó.
Tiến sĩ Kaplan nói, “rõ ràng là chúng ta có phương tiện để điều trị hóa trị có khả năng ít độc tính hơn, nhưng nó vẫn có thể gây ra độc tính khu trú”, có nghĩa là nó chỉ làm tổn thương các mô khỏe mạnh trong khu vực gần khối u. Một mối quan tâm nữa, bà nói thêm, không phải là tất cả các khối u có thể nhạy cảm với những ảnh hưởng của fluorouracil.
Tiến sĩ Kaplan lưu ý, ngoài ra, hệ miễn dịch có thể tương tác với các MSC cải biến này vẫn là một câu hỏi mở.
“Nói chung, các liệu pháp dựa trên tế bào có thể liên quan rất nhiều đến các vấn đề về miễn dịch, chẳng hạn như loại bỏ các tế bào cải biến bởi các tế bào miễn dịch.
Tận dụng lợi thế của vi môi trường
Các MSC không cải biến hiện đang được thử nghiệm trong hơn 100 thử nghiệm lâm sàng như các liệu pháp thực nghiệm cho các bệnh khác nhau bao gồm ung thư, và cho đến nay đã chứng minh là an toàn ở người.
Các tế bào gốc thường được lấy từ tủy xương, mô mỡ hoặc mô cuống rốn của bệnh nhân hoặc người hiến tặng không liên quan. Tiến sĩ Zhao nói, không giống các liệu pháp dựa trên tế bào khác, các liệu pháp dựa trên MSC không cần điều trị ứng hợp cho từng bệnh nhân. Ông giải thích, thay vào đó, một phương pháp đại trà cho hàng trăm bệnh nhân có thể được tạo ra từ các MSC thu được từ một người hiến tặng không liên quan.
Nhìn về tương lai, nhóm nghiên cứu có nguồn tài chính của Viện ung thư quốc gia để kết hợp cách tiếp cận của họ vào một dạng liệu pháp miễn dịch được gọi là liệu pháp tế bào CAR-T. Mặc dù phương pháp điều trị ung thư tế bào CAR-T là một điều trị ung thư thử nghiệm đầy hứa hẹn nhưng nó có thể gây ra các phản ứng phụ nghiêm trọng – đôi khi đe doạ đến mạng sống do vô ý làm tổn thương các mô lành.
Tiến sĩ Zhao nói: “Chúng tôi đang làm việc để tạo ra những tế bào CAR-T không chỉ nhận ra khối u mà còn phải nhận ra vi môi trường khối u trước khi kích hoạt cơ chế giết chết của chúng. “Bằng cách này, chúng tôi đảm bảo chúng không chỉ hiệu quả mà còn an toàn nữa”.
Mời xem thêm:
Vô sinh sau hóa trị ung thư, nguyên nhân và các phương pháp dự phòng
Thiết bị làm lạnh da đầu nhằm giảm rụng tóc trong quá trình hóa trị
Hóa trị trước khi phẫu thuật ung thư vú có làm tăng di căn xa?
Tại sao ung thư cần phải hóa trị?
Chịu trách nhiệm nội dung: BS Trần Hoàng Hiệp
Hiệu đính: TS Nguyễn Hồng Vũ
Nguồn: https://www.cancer.gov/news-events/cancer-currents-blog/2017/breast-metastases-targeting-stem-cells
