Hai nghiên cứu riêng biệt nhưng bổ sung cho nhau đã tìm ra một cách mới để phân loại u màng não, một loại khối u hình thành ở lớp vỏ ngoài của não. Hệ thống phân nhóm mới có thể giúp dự đoán liệu khối u của bệnh nhân có phát triển trở lại (tái phát) sau khi điều trị hay không. Theo các nhà khoa học đứng đầu nghiên cứu, nó cũng có khả năng tiết lộ những gì gây ra sự phát triển của khối u và xác định các ý tưởng điều trị.

Cách tiêu chuẩn để phân loại u màng não dựa trên sự xuất hiện của các tế bào khối u dưới kính hiển vi. Nhưng phương pháp mới tập trung vào những thay đổi phân tử bên trong tế bào khối u. Cụ thể hơn, cả hai nghiên cứu đều xem xét các dấu hiệu hóa học trên DNA—cái được gọi là quá trình methyl hóa DNA. Quá trình methyl hóa DNA là một loại thay đổi biểu sinh nhằm tinh chỉnh hoạt động của gen.

Các nhà nghiên cứu đã xác định được một số nhóm u màng não với các kiểu methyl hóa DNA riêng biệt. Những nhóm này phản ánh khả năng khối u tái phát sau khi điều trị.

Hơn nữa, các khối u trong mỗi nhóm có đặc điểm sinh học tương tự nhau, các nhà khoa học nhận thấy. Đến lượt mình, kiến thức đó đã tiết lộ một vài lựa chọn điều trị tiềm năng, bao gồm các chất ức chế chu kỳ tế bào và một loại thuốc nhắm vào những thay đổi biểu sinh.

Kenneth Aldape, MD, thuộc Trung tâm Nghiên cứu Ung thư của NCI, người cùng với Gelareh Zadeh, MD, Ph.D., của Đại học Toronto, dẫn đầu một trong những nghiên cứu, cho biết cả hai nghiên cứu đều hội tụ những phát hiện tương tự “với một số khác biệt nhỏ”. học. Tiến sĩ Aldape, người có nghiên cứu được công bố ngày 25 tháng 8 năm 2021 trên tạp chí Nature cho biết thêm: Sự chồng chéo đó cho thấy rằng quá trình methyl hóa DNA là một cách hiệu quả để phân loại u màng não.

David Raleigh, MD, Ph.D., thuộc Đại học California, cho biết: “Mặc dù [u màng não] là khối u não phổ biến nhất, nó vẫn chưa được nghiên cứu kỹ một phần vì có một quan niệm sai lầm phổ biến rằng u màng não là lành tính. San Francisco, người đứng đầu nghiên cứu khác, xuất hiện ngày 9 tháng 5 trên tạp chí Nature Genetics .

Ông nói: “Nhưng điều đó không công bằng với tất cả các bệnh nhân u màng não ngoài kia. Khoảng 20% đến 30% u màng não là ác tính và có khả năng gây tử vong.

Các phương pháp điều trị u màng não hiện tại không đạt hiệu quả

Trong nhiều thập kỷ, u màng não đã được nhóm thành các loại khối u dựa trên cách nhìn của mô khối u dưới kính hiển vi, bao gồm cả tốc độ phát triển của các tế bào khối u.

Khối u độ 1 phát triển chậm, khối u độ 3 phát triển nhanh và khối u độ 2 ở đâu đó ở giữa. Và mặc dù các khối u độ 1 phát triển chậm hơn nhưng chúng có thể chèn ép lên não, gây ra những thay đổi về thị giác, thính giác, khứu giác, sức lực hoặc các vấn đề khác.

Các bác sĩ sử dụng cấp độ khối u, vị trí của nó trong não và các yếu tố khác để xác định mức độ xâm lấn của khối u và quyết định phương pháp điều trị tốt nhất là gì.

Tiến sĩ Aldape cho biết, mặc dù hệ thống chấm điểm này rất hữu ích nhưng nó có thể không chính xác. Ông giải thích, một số khối u độ 1 quay trở lại sau khi điều trị trong khi một số khối u độ 3 thì không.

Và việc phân loại khối u không đưa ra bất kỳ cái nhìn sâu sắc nào về điều gì đang thúc đẩy sự phát triển khối u của bệnh nhân, Tiến sĩ Raleigh nói thêm. Vì vậy, một cách thông tin hơn để phân loại u màng não là cần thiết, ông nói.

Các lựa chọn điều trị mới cũng rất cần thiết, cả hai nhà nghiên cứu đều nhấn mạnh. Hiện tại, các lựa chọn duy nhất cho u màng não là phẫu thuật và xạ trị. Nhưng các khối u gần với các dây thần kinh hoặc cấu trúc chính không thể được loại bỏ bằng phẫu thuật.

Và nếu một khối u phát triển trở lại hoặc trở nên tồi tệ hơn sau khi phẫu thuật và/hoặc xạ trị, thì không có phương pháp điều trị hiệu quả nào. Chỉ một nửa số người mắc u màng não độ 2 hoặc 3 sống được hơn 10 năm sau khi được chẩn đoán.

Nhóm khối u dự đoán tái phát

Cả hai nhóm nhà nghiên cứu đã phân tích các kiểu methyl hóa DNA trong các mẫu khối u được thu thập trước đó từ hàng trăm người mắc u màng não. Sau đó, họ xác định các nhóm khối u có kiểu methyl hóa DNA riêng biệt.

Trong cả hai nghiên cứu, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng các nhóm này phản ánh khả năng khối u phát triển trở lại sau lần điều trị ban đầu. Nói cách khác, một số nhóm methyl hóa khối u có khả năng tái phát khối u thấp trong khi những nhóm khác có khả năng tái phát cao.

Sau đó, các nhà khoa học đã xác định các đặc điểm sinh học chính của từng nhóm khối u bằng cách xếp lớp dữ liệu bổ sung về đột biến DNA, mức RNA và mức protein trong các mẫu khối u.

Cả hai nghiên cứu đều phát hiện ra rằng một nhóm khối u (được gọi là loại hoang dã NF2 lành tính trong một nghiên cứu và loại còn nguyên vẹn Merlin trong một nghiên cứu khác) có ít nhất một bản sao bình thường của gen có tên là NF2 , loại gen này tạo ra một loại protein có tên là Merlin. Các thí nghiệm bổ sung trên tế bào và chuột do nhóm của Tiến sĩ Raleigh thực hiện cho thấy rằng Merlin thúc đẩy các tế bào u màng não tự hủy khi hóa trị hoặc xạ trị.

Đó có thể là một lý do tại sao những người có khối u thuộc nhóm này có khả năng tái phát thấp, tiến sĩ Raleigh giải thích.

Cả hai nghiên cứu đều cho thấy một nhóm khối u khác (Tăng miễn dịch/Tăng cường miễn dịch) được đánh dấu bằng một dòng tế bào miễn dịch. Nhưng các tế bào miễn dịch dường như không tiêu diệt được các tế bào khối u.

Thay vào đó, Tiến sĩ Raleigh và các đồng nghiệp của ông đã phát hiện ra rằng các tế bào T trong các khối u này đã cạn kiệt hoặc cạn kiệt. Họ cũng thấy rằng u màng não giàu miễn dịch có nhiều mạch bạch huyết hơn, cấu trúc vận chuyển các tế bào miễn dịch khắp cơ thể.

Tiến sĩ Raleigh lưu ý: Mặc dù liệu pháp miễn dịch đang được khám phá như một lựa chọn điều trị cho u màng não, nhưng những phát hiện này cho thấy liệu pháp miễn dịch có thể không hiệu quả đối với những bệnh nhân mắc u màng não do miễn dịch/tăng cường miễn dịch.

Cả hai nghiên cứu đều phát hiện ra rằng nhóm khối u thứ ba (Hypermitotic/Proliferative) có những thay đổi về gen và biểu sinh dẫn đến sự phân chia tế bào không ngừng. Những khối u này có cơ hội tái phát cao nhất.

Tiến sĩ Aldape và các đồng nghiệp của ông cũng đã xác định được nhóm khối u thứ tư (Hypermetabolic) có khả năng tái phát cao và có sự gia tăng hoạt động của các gen kiểm soát quá trình trao đổi chất của tế bào.

Phát hiện dẫn đến những ý tưởng điều trị mới

Cả hai nghiên cứu đều phát hiện ra các phương pháp điều trị tiềm năng cho các nhóm u màng não cụ thể.

Nhóm do TS. Aldape và Zadeh tập trung vào vorinuler (Zolinza), một loại thuốc đảo ngược một số thay đổi biểu sinh và được sử dụng để điều trị ung thư hạch. Trong phòng thí nghiệm, vorinuler đã tiêu diệt các tế bào u màng não ở người trong nhóm tăng sinh chứ không phải ở các nhóm khác. Và ở chuột, thuốc làm chậm sự phát triển của các khối u tăng sinh.

Trong khi đó, Tiến sĩ Raleigh và các đồng nghiệp của ông đã thử nghiệm một số chất ức chế chu kỳ tế bào—thuốc ngăn chặn sự phân chia tế bào và được sử dụng để điều trị ung thư vú—trong các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm. Họ phát hiện ra rằng những chất ức chế này đã giết chết các tế bào u màng não siêu phân bào và giàu miễn dịch được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm, trong các cơ quan “não nhỏ” và trong các khối u ở người được cấy vào chuột.

Với những kết quả này, nhóm của Tiến sĩ Raleigh đã cung cấp abemaciclib (Verzenio), một chất ức chế chu kỳ tế bào, cho ba người bị u màng não Hypermitotic tái phát đã hết các lựa chọn điều trị.

“Các khối u sẽ không để những bệnh nhân này yên. Tiến sĩ Raleigh giải thích.

Abemaciclib đã thu nhỏ khối u của cả ba bệnh nhân. Một trong những bệnh nhân bị mù mắt phải và bắt đầu bị mờ mắt trái khi khối u của cô trở nên tồi tệ hơn.

Tiến sĩ Raleigh cho biết: “Chúng tôi bắt đầu cho cô ấy dùng abemaciclib và chúng tôi rất vui mừng, thị lực của cô ấy đã trở lại ở mắt trái và khối u của cô ấy nhỏ lại khi không có gì thu nhỏ được trong nhiều năm. Ông nói thêm rằng họ đã điều trị cho một số bệnh nhân khác bằng abemaciclib.

Tiến sĩ Raleigh và các đồng nghiệp của ông tại Đại học California, San Francisco đang phát triển một thử nghiệm lâm sàng về abemaciclib cho những người mắc bệnh u màng não. Và một số thử nghiệm lâm sàng đánh giá các chất ức chế chu kỳ tế bào ở những người bị u màng não đang được tiến hành, ông lưu ý.

Chia sẻ kiến thức mới

Cả nhóm nghiên cứu đều không lãng phí thời gian để chia sẻ và áp dụng những phát hiện của họ.

Tiến sĩ Aldape và các đồng nghiệp của ông đã phân tích hồ sơ methyl hóa DNA của những người mắc bệnh u màng não khó điều trị trên khắp đất nước. Ông nói: “Tại NIH, chúng tôi thường xuyên sử dụng hồ sơ methyl hóa DNA không chỉ cho u màng não mà còn cho tất cả các khối u não.

Trong khi đó, nhóm của Tiến sĩ Raleigh đã phát triển một ứng dụng phân loại u màng não miễn phí. Khi một bác sĩ hoặc nhà nghiên cứu cắm hồ sơ methyl hóa DNA của bệnh nhân vào ứng dụng, nó sẽ cho họ biết khối u rơi vào nhóm methyl hóa nào.

Ngoài ra, cả hai nghiên cứu đã tạo ra một kho tàng dữ liệu để các nhà khoa học tiếp tục khám phá. Đó là một phần động lực cho nghiên cứu của họ, Tiến sĩ Aldape nói. Có lẽ nhiều manh mối hơn về sinh học u màng não và những ý tưởng điều trị mới sẽ không còn quá xa vời.