Ung thư hắc tố, dạng ung thư da nguy hiểm nhất, thường không thể chữa được khi ung thư đã lan từ vị trí ban đầu của khối u đến các cơ quan và mô ở xa.

Các bác sĩ đã biết trong nhiều thập kỷ rằng khối u ác tính và nhiều loại ung thư khác có xu hướng lây lan đầu tiên vào các hạch bạch huyết gần đó trước khi đi vào máu và di chuyển đến các bộ phận xa của cơ thể. Nhưng ý nghĩa của việc đi vòng qua các hạch bạch huyết này vẫn chưa rõ ràng.

Giờ đây, một nghiên cứu do NCI tài trợ có thể cung cấp một số câu trả lời, nâng cao khả năng áp dụng các phương pháp điều trị mới có thể giúp ngăn chặn khối u ác tính lan rộng hoặc di căn, các nhà điều tra nghiên cứu cho biết.

Nghiên cứu được công bố vào ngày 3 tháng 9 trên tạp chí Nature cho thấy các tế bào khối u ác tính đi qua hệ thống bạch huyết trước khi xâm nhập vào máu sẽ lan rộng và hình thành các khối u mới dễ dàng hơn so với các tế bào xâm nhập trực tiếp vào máu.

Trong các nghiên cứu trên chuột, một nhóm do Sean Morrison, Tiến sĩ, Giám đốc Viện Nghiên cứu Trung tâm Y tế Trẻ em tại UT Southwestern dẫn đầu, đã phát hiện ra rằng các tế bào khối u ác tính di chuyển qua hệ bạch huyết có khả năng chống lại một dạng chết tế bào gọi là bệnh ferroptosis. .

Konstantin Salnikow, Tiến sĩ, thuộc Khoa Sinh học Ung thư của NCI, người không tham gia vào nghiên cứu, cho biết: “Kiến thức này khám phá ra tiềm năng điều trị to lớn, vì các chất tăng cường và ức chế quá trình lên men đang được phát triển.

Tuy nhiên, cần phải nghiên cứu thêm trước khi những loại thuốc này có thể được thử nghiệm ở những người bị u ác tính, Tiến sĩ Salnikow nói.

Mô hình chuột bắt chước sự di căn của khối u ác tính ở người

Tiến sĩ Morrison cho biết, di căn là một quá trình rất kém hiệu quả vì “phần lớn các tế bào ung thư cố gắng di chuyển [đến các vị trí xa] sẽ chết trước khi chúng có cơ hội hình thành khối u”.

Nhóm của Tiến sĩ Morrison trước đây đã phát hiện ra rằng một yếu tố hạn chế sự sống sót của các tế bào khối u ác tính lưu thông trong máu là các tế bào trải qua mức độ căng thẳng oxy hóa cao. Stress oxy hóa—sự mất cân bằng giữa các gốc tự do và chất chống oxy hóa trong cơ thể—gây ra các phản ứng hóa học có thể làm hỏng protein, DNA và lipid (chất béo) trong tế bào và phá vỡ các quá trình bình thường của tế bào. Tuy nhiên, chính xác làm thế nào stress oxy hóa giết chết các tế bào khối u ác tính lưu hành vẫn chưa được biết.

Đối với các nghiên cứu của họ, nhóm đã sử dụng mô hình chuột di căn được tạo ra bằng cách cấy ghép các tế bào khối u ác tính từ người bên dưới da của những con chuột được lai tạo đặc biệt có hệ thống miễn dịch yếu. Những con chuột này được sử dụng để tránh việc các tế bào người được cấy ghép bị coi là ngoại lai và bị hệ thống miễn dịch tấn công. Nhóm nghiên cứu cũng sử dụng mô hình chuột thứ hai được tạo ra bằng cách cấy tế bào khối u ác tính của chuột vào chuột có hệ thống miễn dịch bình thường.

Tiến sĩ Salnikow giải thích: So sánh hai mô hình chuột này cho phép các nhà nghiên cứu kiểm soát các tác động tiềm tàng của hệ thống miễn dịch đối với sự lây lan của khối u ác tính.

Nghiên cứu được hỗ trợ một phần bởi chương trình Mô hình ung thư có nguồn gốc từ bệnh nhân của NCI, chương trình thúc đẩy sự phát triển của các mô hình động vật phản ánh chính xác hơn cách các tế bào khối u hoạt động ở người.

So sánh các tế bào khối u ác tính di căn trong bạch huyết so với máu

Hầu hết các nghiên cứu về sự di căn của tế bào ung thư ở người đều tập trung vào các tế bào lưu thông trong máu. Đó là bởi vì việc thu thập các mẫu máu của bệnh nhân dễ dàng hơn nhiều so với việc thu thập các mẫu bạch huyết, chất lỏng trong suốt mang các tế bào miễn dịch qua các mạch của hệ bạch huyết, Tiến sĩ Morrison nói.

Nhóm của Tiến sĩ Morrison phát hiện ra rằng các tế bào u ác tính ở người được tiêm vào các hạch bạch huyết ở chuột có nhiều khả năng hình thành các khối u ở xa hơn so với các tế bào u ác tính được tiêm vào máu.

Để nghiên cứu vai trò của bạch huyết trong quá trình di căn, tiến sĩ Jessalyn Ubellacker, nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại phòng thí nghiệm của Tiến sĩ Morrison, đã tìm ra cách thu thập các tế bào khối u ác tính từ bạch huyết ở chuột. Tiến sĩ Morrison cho biết điều này cho phép nhóm thực hiện phép so sánh song song đầu tiên giữa các tế bào khối u ác tính lây lan qua bạch huyết và máu trong cùng một loài động vật.

Tiếp theo, nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng các tế bào khối u ác tính trong bạch huyết ít bị stress oxy hóa hơn so với các tế bào khối u ác tính trong máu. Tiến sĩ Morrison cho biết: “Điều đó đưa ra một lời giải thích tiềm năng về lý do tại sao các tế bào khối u ác tính từ các hạch bạch huyết sống sót tốt hơn và có khả năng hình thành khối u tốt hơn.

Các thí nghiệm tiếp theo cho thấy các tế bào khối u ác tính trong máu dễ bị bệnh ferroptosis—một dạng tế bào chết xảy ra khi lipid bị tổn thương do stress oxy hóa tích tụ ở màng ngoài của tế bào. Ngược lại, các tế bào khối u ác tính từ các hạch bạch huyết được bảo vệ khỏi bệnh ferroptosis.

Khi hỗ trợ thêm cho tác dụng bảo vệ của bạch huyết, nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng khi họ thu thập các tế bào khối u ác tính từ các hạch bạch huyết và từ một khối u nguyên phát bên dưới da của một con chuột và tiêm chúng vào máu của những con chuột khác, thì các tế bào nằm trong bạch huyết có khả năng bảo vệ tốt hơn. tồn tại và hình thành khối u di căn hơn so với khối u nguyên phát.

Tiến sĩ Morrison cho biết một phân tích chi tiết về các tế bào khối u ác tính được thu thập từ máu và bạch huyết của cùng một con chuột cho thấy các tế bào trong bạch huyết có hàm lượng axit béo gọi là axit oleic cao hơn nhiều. Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng axit oleic đã được tích hợp vào màng ngoài của các tế bào khối u ác tính trong bạch huyết.

Xử lý các tế bào khối u ác tính được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm bằng axit oleic đã bảo vệ các tế bào khỏi stress oxy hóa và khỏi bệnh ferroptosis. Và tiền xử lý bằng axit oleic làm tăng khả năng hình thành khối u của tế bào sau khi chúng được tiêm vào máu của chuột.

Tiến sĩ Salnikow giải thích: Khi chất béo trong màng tế bào bị tổn thương do stress oxy hóa, “màng bị rò rỉ và tế bào cuối cùng sẽ chết”. Nhưng nếu những chất béo bị hư hại đó được thay thế bằng axit oleic, thì tế bào sẽ được bảo vệ khỏi tác hại của quá trình oxy hóa và bệnh phân hủy sắt.

Nói cách khác, Tiến sĩ Morrison kết luận, “Các tế bào khối u ác tính hấp thụ axit oleic trong bạch huyết, và sau đó khi chúng đi vào máu, chúng có khả năng chống đạn và có thể sống sót để phát triển ở một vị trí xa.”

Các hạch bạch huyết như một điểm dừng chân trên hành trình của tế bào ung thư

Tiến sĩ Barbara Grüner của Bệnh viện Đại học Essen ở Đức và Tiến sĩ Sarah-Maria Fendt ở Đức viết: “Sự di chuyển của các tế bào khối u ác tính vào các hạch bạch huyết “không nhất thiết phải là điểm cuối, mà là điểm dừng chân trên hành trình của các tế bào ở nơi khác”. D., thuộc Trung tâm Sinh học Ung thư Leuven ở Bỉ, trong một bài bình luận kèm theo.

“Những kết quả này cung cấp một bước đầu tiên để hiểu môi trường bảo vệ của bạch huyết,” Tiến sĩ. Grüner và Fendt đã viết. “Những phát hiện [the] áp dụng ở mức độ nào đối với các loại khối u khác ngoài khối u ác tính và đối với con người, vẫn còn phải xác định. Nếu kết quả có liên quan đến bệnh của con người, thì phải tìm ra những cách sáng tạo để chúng có tác động điều trị.”

Ông cho biết nhóm của Tiến sĩ Morrison đang xem xét các loại thuốc hiện có có thể làm cho các tế bào ung thư dễ bị ferroptosis hơn và ngăn chặn tác dụng bảo vệ của bạch huyết. Ý tưởng là xem liệu một loại thuốc như vậy có thể được sử dụng sớm trong quá trình phát bệnh của khối u ác tính để ngăn chặn nó lây lan hay không.

Ông nói thêm: “Nếu chúng tôi có thể tìm ra một liệu pháp ngăn chặn sự tiến triển của bệnh ở chuột, thì chúng tôi sẽ tiến hành thử nghiệm lâm sàng để xem liệu nó có hiệu quả ở người hay không”.

Tiến sĩ Salnikow cho biết nhiều phương pháp có thể sẽ cần thiết để ngăn chặn sự lây lan của khối u ác tính, bởi vì các yếu tố sinh học khác nhau có thể quan trọng đối với sự di căn ở những người khác nhau.

Trên thực tế, một nghiên cứu trước đây của nhóm của Tiến sĩ Morrison đã chỉ ra rằng các tế bào khối u ác tính từ những bệnh nhân có khối u lan rộng hiệu quả hơn có mức phân tử vận chuyển gọi là MCT1 cao hơn, làm tăng khả năng kiểm soát stress oxy hóa của tế bào. Họ đã chỉ ra thêm rằng một loại thuốc thử nghiệm ngăn chặn hoạt động của MCT1 đã làm giảm số lượng và kích thước của các khối u di căn hình thành ở những con chuột được cấy tế bào u ác tính từ những bệnh nhân này.

Tiến sĩ Morrison cho biết: “Một trong những câu hỏi thú vị cần trả lời là liệu MCT1 có giúp bảo vệ các tế bào khối u ác tính [đang] di căn qua bạch huyết hay không và chúng tôi hiện đang thực hiện các thí nghiệm đó.