Kết quả từ một nghiên cứu mới có thể giải thích làm thế nào tế bào hình sao, một loại tế bào não, có thể thúc đẩy sự lây lan của bệnh ung thư đến não. Trong nghiên cứu, các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng tế bào hình sao có thể kích hoạt một loại protein tăng trưởng trong tế bào ung thư có tên là PPAR-gamma. Ngược lại, protein đó giúp các tế bào ung thư có chỗ đứng trong não.

Di căn, hoặc sự lây lan của các tế bào ung thư đến các cơ quan khác nhau trong cơ thể, là một quá trình lâu dài đòi hỏi tế bào ung thư phải tách khỏi khối u ban đầu hoặc nguyên phát, di chuyển qua máu hoặc hệ bạch huyết, để hệ tuần hoàn ổn định ở đó. một cơ quan ở xa, và phát triển. Mặc dù hầu hết các tế bào ung thư di căn đều chết trên đường đi, nhưng một số tế bào có thể đến một vị trí trong cơ thể với các điều kiện sinh học thích hợp, phát triển thành một khối u di căn. Giai đoạn cuối của bệnh ung thư này là nguyên nhân của hầu hết các trường hợp tử vong do ung thư.

Các nhà nghiên cứu đã báo cáo rằng khi các tế bào ung thư di chuyển đến não, các axit béo do tế bào hình sao tiết ra sẽ kích hoạt đường truyền tín hiệu PPAR-gamma trong các tế bào ung thư, tạo điều kiện thích hợp để chúng tồn tại và phát triển.

Ngoài ra, việc điều trị các mô hình di căn não của chuột bằng một loại thuốc ngăn chặn hoạt động của PPAR-gamma đã làm chậm đáng kể sự phát triển của những khối u đó, Qing Chen, MD, Ph.D., thuộc Viện Wistar ở Philadelphia và các đồng nghiệp của cô đã báo cáo vào ngày 2 tháng 10 trong Khám phá ung thư .

Tiến sĩ Chen và các đồng nghiệp của cô đã viết, những phát hiện này khác với kết quả của nhiều nghiên cứu trước đó, vốn “cho thấy rằng việc kích hoạt [con đường] PPAR-gamma ngăn chặn sự phát triển di căn.” Trên thực tế, các loại thuốc được thiết kế để tăng hoạt động của PPAR-gamma đang được thử nghiệm trong các thử nghiệm lâm sàng để điều trị một số loại ung thư khác nhau.

Kết quả từ nghiên cứu này bổ sung thêm bằng chứng rằng “môi trường vi mô não có thể ảnh hưởng đến tác dụng của PPAR-gamma đối với các tế bào ung thư theo những cách khác nhau,” Tiến sĩ Chen cho biết. “PPAR-gamma có thể ức chế sự di chuyển của các tế bào ung thư từ giai đoạn đầu. khối u, nhưng một khi các tế bào ung thư xâm nhập vào não, hàm lượng chất béo cao [của não] có thể thay đổi chức năng của PPAR-gamma và thúc đẩy quá trình di căn.”

Bộ não: Vật chủ lý tưởng cho các tế bào ung thư di căn

Trong nhiều thập kỷ, các nhà nghiên cứu đã tìm cách hiểu rõ hơn về các cơ chế chi phối quá trình di căn—từ các đặc tính xâm lấn của tế bào ung thư cho phép chúng lây lan, đến các đặc điểm khiến các cơ quan cụ thể trở thành vật chủ lý tưởng của các tế bào ung thư di căn.

Hơn một thế kỷ trước, Stephen Paget, một bác sĩ phẫu thuật và nhà nghiên cứu bệnh học người Anh, đã đề xuất lý thuyết “hạt giống và đất” về sự di căn của ung thư. Lý thuyết cho rằng, mặc dù các tế bào ung thư (hạt giống) có thể di chuyển khắp cơ thể, nhưng chúng cần các điều kiện cụ thể hoặc môi trường vi mô (đất) để phát triển.

“Có bằng chứng mới cho thấy các tế bào khối u không thể phát triển tự chủ ở các bộ phận khác nhau của cơ thể; họ cần sự hỗ trợ từ môi trường vi mô địa phương,” Richard White, MD, Ph.D., một điều tra viên tại Trung tâm Ung thư Memorial Sloan Kettering, người nghiên cứu ảnh hưởng của môi trường vi mô đối với sự di căn, giải thích.

Một thành phần quan trọng của môi trường vi mô là nguồn năng lượng cho các tế bào ung thư di căn. Do nguồn cung cấp axit béo dồi dào, nguồn năng lượng dồi dào cho tế bào ung thư, não là một trong những vị trí di căn phổ biến nhất của ung thư hắc tố, ung thư phổi, vú, ruột kết và thận. Di căn não xảy ra ở 20%–45% người bị ung thư.

Trong gần 10 năm, Tiến sĩ Chen đã nghiên cứu cách các tế bào ung thư giao tiếp với các tế bào khác trong môi trường vi mô não trong quá trình di căn, bao gồm cả vai trò của tế bào hình sao.

Bà giải thích, để xâm nhập vào não, các tế bào ung thư di căn trước tiên phải đi qua hàng rào máu não và tương tác với các tế bào hình sao, giúp duy trì hàng rào này. Mặc dù một số nghiên cứu đã phát hiện ra rằng tế bào hình sao có thể bảo vệ não khỏi di căn bằng cách giải phóng một loại protein tiêu diệt tế bào ung thư, nhưng hầu hết các nghiên cứu đều chỉ ra rằng tế bào hình sao giúp tế bào ung thư bằng cách tăng khả năng di cư, sống sót và phát triển của chúng.

Trong công trình mới này, Tiến sĩ Chen tiếp tục, nhóm nghiên cứu muốn hiểu làm thế nào các tế bào hình sao đạt được kỳ tích này.

Crosstalk giữa tế bào hình sao và tế bào ung thư

Trong các thí nghiệm ban đầu liên quan đến các dòng tế bào có nguồn gốc từ khối u não di căn, nhóm nghiên cứu đã chỉ ra rằng một số tế bào di căn phát triển nhanh hơn những tế bào khác và lợi thế tăng trưởng này được tăng cường hơn nữa khi có tế bào hình sao.

Khi Tiến sĩ Chen và các đồng nghiệp của cô tìm kiếm các cơ chế phân tử có thể giải thích những phát hiện này, họ phát hiện ra rằng con đường truyền thông do PPAR-gamma kiểm soát hoạt động quá mức trong các tế bào ung thư di căn tiếp xúc với tế bào hình sao.

Con đường PPAR-gamma được kích hoạt bởi các axit béo và tham gia vào nhiều chức năng của tế bào, bao gồm chuyển hóa, viêm và tăng trưởng tế bào. Cho rằng tế bào hình sao thường tạo ra axit béo để hỗ trợ chức năng não, các nhà nghiên cứu đã tự hỏi liệu tế bào hình sao cũng có thể kích hoạt PPAR-gamma trong tế bào ung thư hay không.

Các thí nghiệm tiếp theo đã xác nhận rằng tế bào hình sao không chỉ có thể kích hoạt PPAR-gamma trong tế bào ung thư mà còn kích thích sự phát triển của chúng. Các nhà nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng việc điều trị các tế bào ung thư bằng một loại thuốc ngăn chặn hoạt động của PPAR-gamma đã ngăn chặn sự kích thích tế bào hình sao của sự phát triển đó. Tiến sĩ Chen cho biết những kết quả này cho thấy tế bào hình sao cung cấp axit béo kích hoạt PPAR-gamma trong tế bào ung thư, giúp phát triển di căn.

Phân tích các mẫu mô người đã xác nhận những phát hiện này. Ví dụ, khối u ác tính di căn não có hàm lượng protein PPAR-gamma rất cao – cao hơn so với các khối u ác tính nguyên phát – trong khi da bình thường và nốt ruồi lành tính có mức độ rất thấp. Kết quả tương tự đã được quan sát thấy trong các mẫu ung thư vú.

Khi các nhà điều tra điều trị cho những con chuột được cấy ghép di căn não bằng một loại thuốc ngăn chặn PPAR-gamma, những khối u này phát triển chậm hơn so với ở những con chuột được điều trị đối chứng. Tuy nhiên, thuốc không có những tác dụng này ở những con chuột bị di căn ở phổi hoặc khối u nguyên phát. Tiến sĩ Chen và các đồng nghiệp của cô kết luận rằng việc ngăn chặn hoạt động của PPAR-gamma có thể “đặc trưng cho môi trường vi mô não giàu chất béo”.

Vai trò phức tạp của PPAR-gamma

Hầu hết các nghiên cứu về PPAR-gamma đều tập trung vào vai trò tiềm năng của nó trong việc ngăn chặn sự phát triển của khối u. Trong các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm, các loại thuốc làm tăng hoạt động của PPAR-gamma đã được chứng minh là ngăn chặn các tế bào ung thư phát triển khả năng xâm lấn; một số loại thuốc này hiện đang được thử nghiệm lâm sàng để điều trị một số loại ung thư, bao gồm ung thư phổi và ung thư hạch, đồng thời để giảm nguy cơ mắc một loại ung thư da ở những người đã được điều trị nhiều lần.

Tiến sĩ Chen cho biết nghiên cứu này bổ sung thêm bằng chứng rằng PPAR-gamma cũng có thể hoạt động như một chất thúc đẩy ung thư, đặc biệt là trong môi trường nhiều chất béo, chẳng hạn như não.

Kết quả từ nghiên cứu này gợi ý một chiến lược điều trị tiềm năng để điều trị di căn não bằng cách ngăn chặn sự kích hoạt PPAR-gamma bởi vi môi trường khối u, Tiến sĩ White cho biết. Nhưng cần nhiều nghiên cứu hơn để hiểu rõ hơn về vai trò của PPAR-gamma trong quá trình di căn.

Ông tiếp tục: “Khi bệnh nhân phát triển di căn não, không loại trừ khả năng di căn ở nơi khác. “Chúng tôi muốn phương pháp điều trị cắt đứt di căn trong não nhưng không thúc đẩy nó ở các vị trí khác.” Vì vậy, điều đó có thể có nghĩa là sẽ không có “một cách tiếp cận thống nhất” để điều trị bệnh nhân bằng các loại thuốc ngăn chặn hoặc thúc đẩy hoạt động của PPAR-gamma, ông nói.

Tiến sĩ Chen cho biết: “Còn quá sớm để nói liệu chúng ta có thể sử dụng thuốc ngăn chặn PPAR-gamma trong phòng khám hay không, bởi vì PPAR-gamma tham gia vào rất nhiều con đường khác nhau. “Đối với các nghiên cứu trong tương lai, chúng tôi muốn khám phá chính xác PPAR-gamma đang làm gì trong các tế bào ung thư để thúc đẩy di căn não.”