Béo phì làm thay đổi nhiều quá trình trong cơ thể, từ cách sử dụng đường cho đến hoạt động của tim. Nó cũng có thể thay đổi mối quan hệ giữa các tế bào ung thư và các tế bào miễn dịch lân cận theo cách giúp các khối u tồn tại và phát triển, theo một nghiên cứu mới được thực hiện phần lớn ở chuột.

Các tế bào miễn dịch được gọi là tế bào T giúp cơ thể chống lại nhiễm trùng và trong một số trường hợp có thể nhận biết và tiêu diệt tế bào ung thư. Nhiều liệu pháp miễn dịch điều trị ung thư hoạt động bằng cách tăng cường hiệu lực của tế bào T, đặc biệt là một loại phụ được gọi là tế bào T CD8+, là tế bào ung thư chính – tiêu diệt tế bào T.

Nhưng béo phì có thể khiến các tế bào T này kém hiệu quả hơn. Nghiên cứu mới cho thấy các tế bào bên trong và xung quanh khối u ở những con chuột béo phì có sự thay đổi mạnh mẽ trong quá trình trao đổi chất (cách chúng tạo ra và tiêu thụ năng lượng). Những thay đổi này dẫn đến việc các tế bào T CD8+ phần lớn bị khóa khỏi khối u—và không thể hoạt động khi ở bên trong khối u—trong khi các tế bào khối u phát triển mạnh.

Các nhà nghiên cứu đã báo cáo vào ngày 23 tháng 12 năm 2020 trên tạp chí Cell , một hiện tượng tương tự dường như đang diễn ra trong nhiều mẫu mô khối u lấy từ những người mắc bệnh béo phì nghiêm trọng.

“Liệu pháp miễn dịch ung thư đã thực sự thay đổi bộ mặt của việc chăm sóc bệnh ung thư, nhưng nó chỉ có tác dụng với một số bệnh nhân. Chúng ta cần hiểu tại sao một số người trả lời và những người khác không trả lời,” Arlene Sharpe, MD, Ph.D., của Đại học Harvard, người đứng đầu nghiên cứu cùng với Marcia Haigis, Ph.D., cũng từ Harvard, cho biết.

Tiến sĩ Haigis cho biết: “Những người mắc bệnh ung thư rất đa dạng. “Có sự đa dạng về tuổi tác, khối lượng cơ thể, trạng thái trao đổi chất và thể lực. Nghiên cứu này thực sự là bước đầu tiên của chúng tôi để hiểu béo phì ảnh hưởng đến các tế bào miễn dịch trong môi trường vi mô khối u như thế nào”.

Mặc dù vẫn còn quá sớm để hiểu những thay đổi trong quá trình trao đổi chất trong môi trường vi mô khối u có thể ảnh hưởng đến các liệu pháp điều trị ung thư như thế nào, nhưng nó nhấn mạnh một hiện tượng cần được điều tra thêm, cô nói thêm.

Cuộc chiến kéo co trao đổi chất

Sự hiểu biết của các nhà khoa học về vai trò của các tế bào mỡ trong cơ thể con người đã được nâng cao vào những năm 1990 với việc phát hiện ra một loại hormone gọi là leptin, Kristine Willis, Ph.D., thuộc Khoa Sinh học Ung thư của NCI, người không tham gia nghiên cứu giải thích. . Cho đến lúc đó, chất béo chủ yếu được coi là mô lưu trữ thụ động, giữ các chất dinh dưỡng dư thừa để cơ thể sử dụng sau này.

Nhưng leptin, được tạo ra bởi các tế bào mỡ, được phát hiện là có ảnh hưởng tích cực đến sự thèm ăn và trọng lượng cơ thể. Kể từ đó, Tiến sĩ Willis cho biết, “chúng tôi đã phát hiện ra rằng chất béo tiết ra tất cả các loại chất hóa học hoạt động như các phân tử truyền tín hiệu.” Các phân tử tín hiệu là các phân tử trong một tế bào hoạt động cùng nhau để kiểm soát các chức năng của tế bào hoặc giao tiếp với các tế bào khác trong cơ thể.

Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng béo phì có thể ảnh hưởng trực tiếp đến các tế bào khối u, bao gồm cả cách một số hormone giao tiếp với chúng. Nhưng béo phì ảnh hưởng như thế nào đến sự tương tác giữa các tế bào khối u và tế bào miễn dịch là một lĩnh vực nghiên cứu tương đối mới.

Người ta biết rằng các tế bào khối u đang phát triển nhanh chóng tiêu thụ một lượng chất dinh dưỡng cao, điều này có khả năng hạn chế nhiên liệu có sẵn cho các tế bào khác gần đó. Tiến sĩ Sharpe giải thích: “Chúng tôi muốn hiểu liệu có xảy ra một cuộc chiến trao đổi chất giữa tế bào T CD8+ và tế bào khối u hay không.

Nhóm nghiên cứu bắt đầu bằng cách cho chuột ăn chế độ ăn giàu chất béo trong 10 tuần, cho đến khi chuột tăng đủ cân để được coi là béo phì. Sau đó, họ cấy tế bào ung thư đại trực tràng vào cả chuột béo phì và chuột có cân nặng bình thường. Các tế bào được sử dụng cho các thí nghiệm thường tạo ra các khối u ở chuột mà các tế bào miễn dịch có thể dễ dàng xâm nhập.

Khối u ở những con chuột béo phì phát triển nhanh hơn khối u ở những con chuột có cân nặng bình thường. Khi các nhà nghiên cứu xem xét các tế bào miễn dịch trong và xung quanh các khối u, họ đã tìm thấy ít tế bào T hơn trong các khối u của những con chuột béo phì. Các tế bào T cố gắng lọt vào bên trong các khối u có dấu hiệu cho thấy chúng không hoạt động bình thường.

Tuy nhiên, các tế bào T ở những nơi khác trong cơ thể có vẻ bình thường. Khi nhóm nghiên cứu lặp lại một số thí nghiệm với các loại ung thư khác, họ nhận thấy sự mất chức năng tế bào T tương tự ở một số chứ không phải tất cả các mô hình ung thư.

Vì các tế bào khối u và tế bào miễn dịch sử dụng nhiều nguồn nhiên liệu giống nhau trong cơ thể—và trong chính khối u—các nhà nghiên cứu đã phân tích hành vi trao đổi chất của các tế bào khác nhau trong môi trường vi mô khối u ở những con chuột béo phì.

Họ phát hiện ra rằng các tế bào khối u đã thay đổi quá trình trao đổi chất của chúng để hút hết axit béo dư thừa xung quanh chúng. Ngược lại, các tế bào miễn dịch không thực hiện những thay đổi tương tự, vì vậy cuối cùng chúng không có chất dinh dưỡng cần thiết để thực hiện công việc của mình.

Mặc dù nghiên cứu hiện tại xem xét cụ thể quá trình trao đổi chất, nhưng béo phì có thể có những tác động khác ngoài việc thay đổi cách tế bào khối u sử dụng chất dinh dưỡng, Tiến sĩ Willis giải thích. Ví dụ, axit béo cũng có thể đóng vai trò là phân tử truyền tín hiệu. “Vì vậy, trong khi axit béo là nguồn nhiên liệu cho khối u, đồng thời, chúng [cũng] có thể nói với tế bào miễn dịch lân cận điều gì đó như ‘ngừng sinh sôi nảy nở’,” cô nói.

Tắt quá trình chuyển hóa tế bào khối u

Sau đó, các nhà nghiên cứu tự hỏi: có thể can thiệp vào khả năng tiêu thụ axit béo của tế bào khối u làm chậm sự phát triển của khối u? Để kiểm tra ý tưởng này, họ đã thiết kế các tế bào khối u để sản xuất quá mức một loại protein gọi là PHD3, protein này làm chậm khả năng hấp thụ axit béo của tế bào.

Khi tiêm vào những con chuột béo phì, các tế bào khối u có thêm PHD3 đã phát triển thành các khối u tiêu thụ ít chất béo hơn so với các khối u phát triển từ các tế bào không thay đổi.

Ngoài ra, các tế bào miễn dịch có nhiều khả năng xâm nhập vào các khối u biểu hiện quá mức PHD3 và dường như hoạt động bình thường.

Để xem liệu những thay đổi tương tự trong chuyển hóa tế bào T có thể được tìm thấy trong môi trường vi mô của các khối u ở người hay không, các nhà nghiên cứu đã xem xét dữ liệu từ các bệnh nhân bị ung thư đại trực tràng lấy từ The Cancer Genome Atlas (TCGA). Họ phát hiện ra rằng các dấu hiệu của các tế bào T khỏe mạnh đã giảm đi trong các khối u ở những bệnh nhân béo phì nghiêm trọng.

Và trong 5 trong số 6 loại ung thư từ TCGA mà các nhà nghiên cứu đã kiểm tra, các khối u được coi là khối u “lạnh” – nghĩa là các khối u không được các tế bào miễn dịch nhận ra (và có khả năng không đáp ứng với liệu pháp miễn dịch) – có nhiều khả năng có biểu hiện thấp hơn. của PHD3.

Mặc dù còn quá sớm để biết liệu một phương pháp điều chỉnh PHD3 trong tế bào ung thư có thể được sử dụng trong điều trị hay không, “sẽ rất thú vị khi xác định các mục tiêu khác ảnh hưởng đến lực đẩy này, bởi vì lý tưởng nhất là bạn muốn bỏ đói các khối u nhiên liệu và [đồng thời] kích hoạt các tế bào T tiêu diệt các tế bào khối u,” Tiến sĩ Haigis cho biết.

Làm trầy xước bề mặt của một mối quan hệ phức tạp

Tiến sĩ Willis giải thích, nhiều yếu tố bổ sung có thể đóng một vai trò trong sự tương tác giữa tế bào T và tế bào khối u. Tất cả mọi thứ từ thực phẩm mà mọi người ăn đến cấu trúc vi khuẩn, hay hệ vi sinh vật, trong ruột và các bộ phận khác của cơ thể đều có thể ảnh hưởng đến những tương tác này.

Tiến sĩ Sharpe cho biết: “Và có nhiều loại tế bào miễn dịch khác trong môi trường vi mô khối u” mà nghiên cứu này không kiểm tra.

Ngoài ra, tác động của béo phì đối với môi trường vi mô đó có thể khác nhau giữa các loại ung thư và thậm chí giữa những người mắc cùng một loại ung thư, cô ấy giải thích. Ví dụ, một số nghiên cứu cho rằng béo phì có thể khiến liệu pháp miễn dịch đối với một số loại ung thư—như ung thư thận—kém hiệu quả hơn. Nhưng các nghiên cứu khác đã phát hiện ra rằng những người bị u ác tính có thể có nhiều khả năng đáp ứng với chất ức chế điểm kiểm soát miễn dịch nếu họ bị béo phì.

Tiến sĩ Willis nói: “[Nghiên cứu] này thực sự mới chỉ là bề nổi của một khía cạnh rất quan trọng trong sinh học ung thư. Nó nhấn mạnh tầm quan trọng của cách tiếp cận sinh học hệ thống đối với nghiên cứu ung thư: không chỉ nghiên cứu một nguyên tố đơn lẻ trong cơ thể mà còn kiểm tra cách tất cả các nguyên tố tương tác với nhau, cô nói.