Nghiên cứu mới cho thấy rằng việc tạo ra một dạng chết tế bào có kiểm soát được gọi là hoại tử trong hoặc xung quanh các tế bào khối u có thể giúp hệ thống miễn dịch loại bỏ tế bào ung thư khỏi cơ thể.

Hoại tử là một dạng chết tế bào bùng nổ trong đó một tế bào thường sưng lên và sau đó vỡ ra. Trong nghiên cứu, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng việc tiêm các tế bào đang bị hoại tử vào khối u ở chuột đã khởi động phản ứng miễn dịch chống lại khối u.

Trong nghiên cứu do NCI tài trợ, được xuất bản ngày 21 tháng 6 trên tạp chí Khoa học Miễn dịch học , các nhà nghiên cứu cũng đã sử dụng một loại vi-rút để cung cấp gen cho các protein thúc đẩy quá trình hoại tử vào các tế bào khối u. Họ báo cáo rằng việc kết hợp phương pháp điều trị này với một hình thức trị liệu miễn dịch thường được sử dụng đã được chứng minh là có hiệu quả cao trong việc loại bỏ khối u ở chuột.

Tiến sĩ Andrew Oberst, nhà miễn dịch học tại Đại học Washington, người đứng đầu dự án, coi đây là những thí nghiệm thí điểm. “Những phát hiện đầy hứa hẹn trong việc suy nghĩ về cách hoại tử có thể được triển khai trong phòng khám vào một ngày nào đó, sau khi phát triển thêm đáng kể.”

Thử nghiệm hoại tử ở chuột

Cơ thể sử dụng một số phương pháp chết tế bào khác nhau để loại bỏ các tế bào bất thường, có hại hoặc không cần thiết. Tiến sĩ Oberst giải thích: Các nhà nghiên cứu tin rằng hoại tử là phương pháp cơ thể tiêu diệt các tế bào bị nhiễm vi-rút. Các tế bào hoại tử tràn ngập khu vực xung quanh các tế bào bị nhiễm bệnh bằng các phân tử tín hiệu nhỏ gọi là cytokine có thể gây viêm và thu hút các tế bào miễn dịch.

Ông nói thêm: “Loại phản ứng miễn dịch xảy ra với nhiễm virus cũng là phản ứng mà liệu pháp miễn dịch điều trị ung thư cố gắng kích hoạt, vì vậy chúng tôi hy vọng rằng hoại tử sẽ kích thích một số con đường tương tự đó để giúp loại bỏ tế bào ung thư khỏi cơ thể”.

Konstantin Salnikow, Tiến sĩ, giám đốc chương trình tại Khoa Sinh học Ung thư của NCI giải thích: “Bất kỳ phương pháp điều trị ung thư nào cũng nhằm mục đích tiêu diệt tế bào ung thư, nhưng làm thế nào tế bào chết mới là điều quan trọng. Tiến sĩ Salnikow cho biết, để loại bỏ các tế bào ung thư khỏi cơ thể hiệu quả hơn, “chúng ta cần hướng tới các phương pháp điều trị ung thư kích thích phản ứng miễn dịch”.

Để bắt đầu, nhóm của Tiến sĩ Oberst phải xem liệu việc kích thích hoại tử có giúp hệ thống miễn dịch chống lại các tế bào ung thư hay không. Từ các nghiên cứu trước đây, họ biết rằng để bắt đầu quá trình hoại tử, họ phải kích hoạt protein kinase RIPK3, hoạt động với các protein khác trong tế bào để bắt đầu quá trình tự thực hiện.

Annelise Snyder, Tiến sĩ, khi đó là nghiên cứu sinh trong phòng thí nghiệm của Tiến sĩ Oberst, đã kích hoạt protein RIPK3 trong các tế bào khối u để khiến chúng bị hoại tử. Sau đó, cô ấy tiêm các tế bào hoại tử đã được thiết kế vào khối u ác tính hoặc ung thư biểu mô tuyến được cấy dưới da chuột. Các tế bào hoại tử làm chậm sự phát triển của khối u và giúp những con chuột sống lâu hơn so với khi Tiến sĩ Snyder tiêm tế bào apoptotic vào các khối u. Apoptosis là một hình thức chết tế bào có kiểm soát gọn gàng hơn hoại tử không giải phóng các tín hiệu viêm vào mô xung quanh.

Tiếp theo, Tiến sĩ Snyder kích hoạt protein RIPK3 trong tế bào bình thường chứ không phải tế bào ung thư và nhận thấy kết quả tương tự: Tiêm tế bào hoại tử vào khối u làm chậm sự phát triển của chúng và giúp chuột sống lâu hơn.

Tiến sĩ Oberst cho biết, phát hiện này cho thấy các tế bào chết đang kích hoạt phản ứng miễn dịch trong khối u mà không phụ thuộc vào hệ thống miễn dịch nhận ra các dấu hiệu cụ thể trên tế bào ung thư.

Tiến sĩ Oberst cho biết: “Ban đầu, chúng tôi nghĩ rằng phản ứng sẽ phụ thuộc vào việc các tế bào khối u cần phải chết, nhưng các tế bào hoại tử đang thay đổi môi trường vi mô khối u để tuyển dụng các tế bào miễn dịch trong khu vực.

Các xét nghiệm sâu hơn cho thấy các tín hiệu viêm nhiễm từ các tế bào hoại tử là cần thiết để làm chậm sự phát triển của khối u. Ngoài ra, các tế bào hoại tử dường như tuyển dụng và kích hoạt các thực bào, một loại tế bào miễn dịch có thể nuốt chửng và ăn các tế bào không mong muốn. Khi các tế bào ung thư được đánh dấu bằng protein huỳnh quang trước khi các tế bào hoại tử được đưa vào, những protein huỳnh quang đó sẽ kết thúc trong thực bào, cho thấy hệ thống miễn dịch được kích hoạt đã hấp thụ các tế bào khối u.

Kích thích hệ thống miễn dịch

Thay vì tiêm các tế bào hoại tử vào các khối u của chuột, các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng họ có thể đưa một dạng gen RIPK3 đã hoạt hóa vào các tế bào khối u bằng cách sử dụng một loại virus đã được biến đổi gen. Các tế bào khối u bị nhiễm virut và RIPK3 được kích hoạt đã kích hoạt quá trình hoại tử, làm chậm sự phát triển của khối u và cải thiện thời gian sống của những con chuột.

Tiến sĩ Oberst cho biết ông có thể xem việc đưa RIPK3 vào các khối u như một phương pháp điều trị cho con người trong tương lai. Tiến sĩ Oberst cho biết, bất kể phương pháp phân phối nào — sử dụng vi-rút, tiêm RNA hoặc hạt nano — tạo ra một dạng enzyme hoạt động trong các khối u đều có khả năng giúp ngăn chặn sự phát triển của chúng.

Cuối cùng, nghiên cứu cho thấy rằng việc điều trị chuột bằng chất ức chế điểm kiểm soát miễn dịch và gây hoại tử khối u cùng lúc có tác dụng hiệp đồng. Nghĩa là, sự kết hợp này đã giết chết các tế bào ung thư hiệu quả hơn nhiều so với phương pháp điều trị đơn lẻ, loại bỏ hoàn toàn khối u ở hầu hết chuột và ngăn chặn cùng loại tế bào ung thư hình thành khối u mới.

Bước tiếp theo

Douglas Green, Tiến sĩ, nhà miễn dịch học tại Bệnh viện Nghiên cứu Trẻ em St. Jude, người không tham gia vào nghiên cứu, cho biết phương pháp kết hợp bệnh hoại tử với liệu pháp miễn dịch này có nhiều hứa hẹn. “Công trình này là mũi nhọn của nghiên cứu về tế bào chết và liệu pháp miễn dịch khối u.”

Ông nói thêm: “Tôi hy vọng rằng chúng ta sẽ thấy sự mở rộng trực tiếp của công trình này vào việc điều trị ung thư hiệu quả và thiết thực. Chiến lược mà các tác giả vạch ra là dễ dàng thích ứng để sử dụng cho con người.”

Tiến sĩ Salnikow cảnh báo rằng rất khó để dự đoán mức độ thành công và thời gian thực hiện phương pháp này. Tuy nhiên, ông nói, công việc này cung cấp một bước tiến quan trọng trong kiến thức về khả năng miễn dịch chống lại khối u.

Để giúp phát triển những phát hiện của họ cho ứng dụng lâm sàng khả thi, Tiến sĩ Oberst và nhóm của ông đã bắt đầu làm việc với các đối tác trong ngành. Họ đang bắt đầu mở rộng phát hiện của mình sang các mô hình chuột khác để bắt chước bệnh ung thư ở người tốt hơn.

Do các tế bào ung thư phát sinh trong các mô khác nhau có thể tạo ra các tín hiệu viêm khác nhau khi chúng trải qua quá trình hoại tử, nên các nhà nghiên cứu cũng đang nghiên cứu để hiểu tín hiệu cytokine nào do các tế bào hoại tử tiết ra là quan trọng nhất trong việc kích hoạt phản ứng miễn dịch ở các khối u khác nhau. Họ tin rằng hiểu được những khác biệt này có thể giúp họ thiết kế các phương pháp tiếp cận tốt hơn để thúc đẩy phản ứng miễn dịch ở các loại ung thư khác nhau.