Những phát hiện từ một nghiên cứu mới cho thấy mô ngay xung quanh khối u có thể không bình thường, ngay cả khi nó trông bình thường dưới kính hiển vi.

Thay vào đó, mô liền kề với khối u – thường được sử dụng trong các nghiên cứu để đại diện cho các tế bào bình thường của bệnh nhân – có các đặc điểm phân biệt nó với cả mô khỏe mạnh và mô khối u.

Ở cấp độ phân tử, mô dường như ở “trạng thái trung gian duy nhất” giữa mô khỏe mạnh và mô khối u, các nhà nghiên cứu tại Đại học California, San Francisco (UCSF), đã báo cáo ngày 20 tháng 10 trên tạp chí Nature Communications .

So sánh các tế bào khỏe mạnh và tế bào khối u từ cùng một bệnh nhân có thể tiết lộ những thay đổi phân tử liên quan đến ung thư. Trong nhiều thập kỷ, các bác sĩ đã thu được các tế bào khỏe mạnh bằng cách thu thập mô từ các khu vực xung quanh khối u.

Nhưng người ta biết rất ít về các đặc điểm bộ gen của mô này. Để tìm hiểu thêm, các nhà nghiên cứu của UCSF đã kết hợp và phân tích kết quả từ cơ sở dữ liệu truy cập mở cho hai dự án được hỗ trợ bởi NCI và Viện Y tế Quốc gia (NIH): Dự án Bản đồ bộ gen ung thư (TCGA) và dự án Biểu hiện kiểu gen-mô (GTEx).

Cụ thể, họ đã so sánh cấu hình phân tử của 6.500 mẫu mô: mô ung thư và mô liền kề từ TCGA và mô không phải khối u từ GTEx. Các mẫu đại diện cho tám vị trí ung thư trong cơ thể, bao gồm vú, gan, ruột kết và tuyến tiền liệt.

Phân tích này cho thấy một mô hình trên tất cả tám vị trí: một số đường truyền tín hiệu nhất định đã được kích hoạt trong mô liền kề với khối u nhưng không phải trong chính khối u hoặc trong mô không phải khối u của những người không bị ung thư. Các nhà nghiên cứu cũng đã xác định được một bộ gồm 18 gen được biểu hiện cụ thể trong mô liền kề với khối u ở ít nhất bốn vị trí.

“Những phát hiện của chúng tôi cho thấy rằng các khối u đang tương tác với các mô của vật chủ,” điều tra viên nghiên cứu Dvir Aran, Ph.D. “Chúng tôi nghĩ rằng có lẽ tất cả các khối u đều có những kiểu tương tác này với các mô lân cận.”

Các nhà nghiên cứu đã biết rằng các tế bào ung thư tương tác rộng rãi “với môi trường vi mô xung quanh của khối u,” Dinah Singer, Tiến sĩ, giám đốc Khoa Sinh học Ung thư của NCI cho biết thêm. “Điều mới lạ ở đây là gợi ý rằng các tương tác vượt ra ngoài điều đó đến mô có vẻ bình thường về mặt bệnh lý.”

Tích hợp kết quả từ các cơ sở dữ liệu khác nhau

Bởi vì những người khỏe mạnh thường không hiến tạng cho nghiên cứu, các mẫu mô bình thường từ những người sống không bị ung thư là cực kỳ hiếm.

Nghiên cứu hiện tại được thực hiện nhờ sự tồn tại của hai cơ sở dữ liệu bộ gen truy cập mở, cũng như nguồn tài trợ từ NCI thông qua Diễn đàn Mô hình Ung thư, Atul Butte, MD, Ph.D., thuộc Viện Khoa học Sức khỏe Tính toán tại cho biết. UCSF, người đứng đầu cuộc nghiên cứu.

“Chúng tôi nhận ra rằng chúng tôi có thể đặt hai bộ dữ liệu chính do NIH tài trợ này lại với nhau và đặt câu hỏi: Điều gì xảy ra trong mô xung quanh khối ung thư?” Tiến sĩ Butte nói. “Tôi rất hâm mộ việc sử dụng dữ liệu mở để đặt câu hỏi mà có thể không được giải quyết theo cách khác.”

Dự án GTEx bao gồm hồ sơ bộ gen của hàng nghìn mẫu mô từ những người hiến tặng đã qua đời, bao gồm nhiều cá nhân không bị ung thư. Và TCGA có hồ sơ bộ gen của hàng nghìn mẫu khối u và hàng trăm mẫu lân cận khối u từ nhiều mô.

Trước khi so sánh các mẫu mô, đầu tiên các nhà nghiên cứu chỉ ra rằng kết quả từ hai cơ sở dữ liệu khác nhau có thể được phân tích cùng nhau. Ví dụ, họ đã tìm thấy “mức độ đồng thuận cao” giữa các mức độ biểu hiện của một số gen nhất định trong toàn bộ tập dữ liệu.

Các nhà nghiên cứu thừa nhận rằng một “nghiên cứu hoàn hảo” sẽ sử dụng các mẫu ung thư và bình thường mới được thu thập từ cùng một cá nhân, nhưng nói rằng kết quả của họ chứng minh rằng dữ liệu GTEx và TCGA có thể được phân tích cùng nhau.

Cheryl Marks, Tiến sĩ, cũng thuộc Khoa Sinh học Ung thư của NCI cho biết: “Đây là một nghiên cứu rất thú vị. “Nó cho thấy rằng bạn có thể kết hợp dữ liệu về mô bình thường với dữ liệu về mô ung thư và sau đó sử dụng kết quả để đưa ra những hiểu biết mới.”

Tiến sĩ Marks cho biết thêm, các nhà khoa học luôn sử dụng các mô bình thường liền kề với các khối u. “Nhưng tôi chắc chắn rằng nghiên cứu này sẽ gây ra một cuộc tranh luận về ý nghĩa của mô ‘bình thường’.”

Một số ít nghiên cứu trong thập kỷ qua đã so sánh mô liền kề khối u với mô khối u và mô khỏe mạnh đối với từng loại mô riêng lẻ. Nhưng nghiên cứu mới này là nghiên cứu đầu tiên so sánh các cấu hình phân tử, bao gồm cả bản phiên mã, của các mẫu mô từ nhiều loại mô và cơ quan.

Tiến sĩ Butte cho biết: “Có một số ảnh hưởng của khối u đối với mô lân cận. “Chúng tôi rất ngạc nhiên khi có những tác động chung giữa các loại ung thư khác nhau mà chúng tôi có thể nghiên cứu.”

Kết quả Đặt câu hỏi nghiên cứu mới

Các nhà nghiên cứu cũng đã tiến hành thí nghiệm trên chuột để khám phá ý tưởng ngăn chặn một số đường truyền tín hiệu liên quan đến ung thư đang hoạt động trong các mô lân cận khối u. Họ báo cáo kết quả cho thấy rằng việc phá vỡ sự tương tác giữa các khối u và các mô lân cận có thể là một chiến lược điều trị.

Tiến sĩ Aran cho biết: “Chúng tôi dự định tiếp tục nghiên cứu trên chuột để xem liệu việc chặn các tín hiệu mà chúng tôi phát hiện ra có ảnh hưởng đến khối u hay không. “Có thể có sự kết hợp của nhiều yếu tố liên quan và cần có nhiều nghiên cứu hơn để hiểu rõ hơn những gì chúng tôi sẽ chặn.”

Cũng như các nghiên cứu dựa trên máy tính khác, các kết quả cần được xác nhận một cách độc lập trước khi đưa ra bất kỳ kết luận chắc chắn nào, các tác giả nghiên cứu cảnh báo. Họ đã trích dẫn những hạn chế của nghiên cứu, bao gồm cả việc GTEx và TCGA sử dụng các giao thức khác nhau để thu thập và phân tích dữ liệu nên có thể có sự khác biệt giữa các bộ mẫu.

Một hạn chế khác là thiếu thông tin chi tiết về khoảng cách giữa các mô và khối u liền kề. Nếu không có điều này, các nhà nghiên cứu không thể xác định liệu các đặc điểm mà họ quan sát được trong các mô lân cận khối u là duy nhất đối với các tế bào này hay là một phần của quá trình bệnh của toàn bộ các cơ quan bị ảnh hưởng bởi sự phát triển của ung thư, họ lưu ý.

“Nghiên cứu này đặt ra một số câu hỏi, chẳng hạn như: Nếu bạn đang cố gắng phân tích một khối u, thì đâu là biện pháp kiểm soát chính xác?” Tiến sĩ Marks hỏi. “Mô bình thường lân cận mà các nhà khoa học đã sử dụng trong nhiều thập kỷ có phải là biện pháp kiểm soát thích hợp không? Hay đó thực sự là mô bình thường giống vườn từ một người hiến tặng khác mà ai đó đã thu thập được trong quá trình phẫu thuật?

Cô ấy nói thêm, câu trả lời có thể đến từ nghiên cứu dựa trên nghiên cứu hiện tại. Cô và Tiến sĩ Butte đều đồng ý rằng sự tồn tại của các cơ sở dữ liệu lớn, có sẵn công khai đã tạo cơ hội cho các nhà nghiên cứu khám phá những câu hỏi mới và phát triển các giả thuyết.

Tiến sĩ Butte cho biết: “Các kho lưu trữ dữ liệu do NIH hỗ trợ có dữ liệu đáng kinh ngạc và chúng tôi khuyến khích nhiều nhà khoa học sử dụng chúng hơn trong các thí nghiệm của họ. “Dữ liệu chỉ nằm đó—chờ được sử dụng.”