Tế bào gốc toàn năng được cảm ứng có thể dùng như một vắc xin ung thư

 

Hình ảnh mô tả tóm tắt đáp ứng miễn dịch chống lại nhiều loại ung thư bằng cách sử dụng vắc xin ung thư dựa trên tế bào gốc toàn năng được cảm ứng (iPSC). Đáp ứng miễn dịch này dựa trên sự tương đồng của kháng nguyên giữa iPSCs và các tế bào ung thư cũng như tác động tái hoạt hóa hệ thống miễn dịch như một chất hỗ trợ.

Tế bào gốc toàn năng được cảm ứng, hay tế bào iPS, là một yếu tố quyết định của y học tái tạo. Ở điều kiện bên ngoài cơ thể, chúng có thể được kích hoạt để trở thành nhiều loại tế bào và mô khác nhau để có thề giúp sửa chữa những hư hại từ tổn thương hoặc bệnh tật. Gần đây, một nghiên cứu trên chuột từ trường Y của đại học Stanford đề xuất một ứng dụng khác của tế bào iPS là: huấn luyện hệ thống miễn dịch để tấn công hoặc thậm chí là ngăn chặn khối u.

Kết quả nghiên cứu đề xuất rằng tới một ngày nào đó việc tiêm chủng cho mỗi cá nhân bằng tế bào gốc toàn năng được cảm ứng của chính bản thân họ có thể bảo vệ chống lại sự phát triển của nhiều loại ung thư.

Tế bào iPS làm việc như một vắc xin kháng ung thư bởi vì, giống như nhiều loại tế bào ung thư chúng tương ứng với tế bào tiền trưởng thành, được tự do trong giới hạn phát triển để thành các tế bào trưởng thành tạo nên mô của cơ thể. Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng: việc tiêm tế bào iPS đã được biến đổi di truyền phù hợp với người nhận nhưng không có khả năng sao chép nhân lên, là một cách phơi nhiễm an toàn  hệ thống miễn dịch với nhiều đích chuyên biệt ung thư khác nhau.

Tiến sĩ, bác sĩ Joseph Wu hiện là Giám đốc Viện Tim mạch, Đại học Stanford và là chuyên gia về tim mạch và phóng xạ cho biết:  “Chúng tôi đã nhận ra rằng các phân tử trên bề mặt tế bào iPS rất giống với các phân tử trên bề mặt tế bào ung thư. Khi chúng tôi tiêm vào chuột tế bào iPS đã được biến đổi di truyền phù hợp, hệ thống miễn dịch của chuột đã có thể được kích thích để loại bỏ sự phát triển của khối u. Trong khi chờ đợi việc thử nghiệm trên người, những phát hiện của chúng tôi đã cho thấy những tế bào iPS này có thể một ngày nào đó được sử dụng như một vắc xin ung thư đặc hiệu cho bệnh nhân”.

TS. Wu là tác giả chính của nghiên cứu này cùng với bác sĩ Nigel Kooreman là trưởng nhóm nghiên cứu. Công trình nghiên cứu của họ đã được đăng trên tạp chí Stem Cell vào ngày 15 tháng 2 năm 2018. Bác sĩ Kooreman, hiện là bác sĩ giải phẫu bệnh ở Hà Lan cho biết: “Những tế bào iPS là một thành phần trong vắc xin được nghiên cứu, chúng có đặc tính miễn dịch, làm kích hoạt  hệ thống miễn dịch ở quy mô rộng, đáp ứng miễn dịch ung thư chuyên biệt. Chúng tôi tin rằng đây là phương pháp có tiềm năng thú vị trong lâm sàng”.

Sự tương đồng giữa tế bào ung thư và tế bào iPS

Để tạo ra các tế bào iPS, các nhà nghiên cứu thu nhận mẫu tế bào từ những nguồn mẫu dễ lấy như da hoặc máu. Những tế bào này sau đó được xử lý một số gen để làm cho chúng quay lại quá trình phát triển để trở thành những tế bào đa năng, cho phép chúng có khả năng phát triển thành các loại mô khác nhau trong cơ thể. Một cách để kiểm tra sự toàn năng là khả năng của tế bào để hình thành khối u được gọi là u ác tính, bao gồm nhiều loại tế bào khác nhau, sau khi tế bào được tiêm vào động vật. (Những tế bào iPS sử dụng trong liệu pháp y học tái tạo được phát triển trong sự hiện diện của những protein khác để kích hoạt chúng trở nên đặc hiệu hoặc biệt hóa thành những quần thể tế bào chuyên biệt trước khi được sử dụng trong lâm sàng).

Tế bào ung thư cũng được biết đến với nhiều đặc tính của tế bào chưa trưởng thành. Một phần trong quá trình biến đổi thành ung thư, chúng xuất hiện các cơ chế tự nhiên  để ngăn cản sự phân chia bình thường của tế bào và thay vào đó là sự tăng sinh nhanh chóng bất thường.

TS. Wu và BS. Kooreman muốn biết chính xác sự tương quan giữa tế bào ung thư và tế bào iPS  như thế nào. Họ so sánh sự biểu hiện của một số gen của hai loại tế bào này trên chuột và người và đã tìm ra một số đặc tính tương đồng đáng kể. Nghiên cứu cũng đề nghị rằng những tế bào này chia sẻ các protein chung trên bề mặt của tế bào gọi là các epitope, là mục tiêu của hệ thống miễn dịch.

Để kiểm tra giả thiết này, họ đã tiến hành thử nghiệm trên bốn nhóm chuột. Một nhóm được tiêm với dung dịch đối chứng, một nhóm nhận tế bào iPS đã biến đổi di truyền bằng chiếu xa để ngăn chặn sự hình thành của khối u ác tính, một nhóm khác nhận một chất kích thích miễn dịch (adjuvant) và nhóm cuối cùng được tiêm phức hợp giữa tế bào iPS đã được chiếu xạ và chất kích thích miễn dịch. Tất cả động vật trong mỗi nhóm được tiêm một lần/ tuần, và thực hiện trong 4 tuần. Sau đó, dòng tế bào ung thư vú được cấy ghép vào trong các con chuột trên để quan sát khả năng hình thành khối u. Một tuần sau khi cấy ghép, nhận thấy tất cả các con chuột đều có sự phát triển của khối ung thư vú tại vị trí tiêm. Mặc dù khối u phát triển mạnh nhất trong nhóm đối chứng, kết quả ghi nhận thấy sự giảm kích thước của khối u trên 7 trong số 10 con chuột được tiêm với phức hợp tế bào iPS với chất kích thích miễn dịch. Hai trong số 7 con chuột này có thể tiêu biến hoàn toàn khối ung thư vú và sống hơn một năm sau khi tế bào ung thư được cấy ghép. Kết quả tương tự cũng được ghi nhận khi BS. Kooreman và đồng nghiệp của ông thực hiện cấy ghép dòng tế bào gây ung thư hắc tố và ung thư phổi. BS. Kooreman và đồng nghiệp của ông đã phát hiện ra những tế bào miễn dịch, gọi là tế bào T, từ chuột tiêm vắc xin iPS có thể làm chậm sự phát triển của tế bào ung thư vú trên chuột không tiêm vắc xin. Ngược lại, những tế bào T này cũng ngăn cản sự phát triển của khối u ở chuột được tiêm với tế bào iPS không được chiếu xa cho thấy rằng các tế bào T được hoạt hóa nhận diện được các epitope chung giữa những tế bào ung thư vú và những tế bào iPS.

Đặt hệ thống miễn dịch vào tình trạng được cảnh báo

BS. Kooreman cho biết thêm: “Những nghiên cứu này có tiềm năng đặc biệt bởi vì nó cho phép phơi nhiễm hệ miễn dịch với nhiều kháng nguyên đặc hiệu cho nhiều loại ung thư khác nhau. Một khi được kích hoạt, hệ thống miễn dịch sẽ được cảnh báo với sự hình thành của ung thư trong cơ thể.

Các nhà nghiên cứu sẽ tiếp tục tìm hiểu tác động của iPS trên mẫu ung thư ở người và tế bào miễn dịch trong điều kiện phòng thí nghiệm. Nếu thành công, sẽ mở hướng cho tương lai khi đó con người có thể tiêm vắc xin có thành phần từ những tế bào iPS của chính họ đã được chiếu xa để ngăn chặn sự phát triển của ung thư. Một ứng dụng khác là sử dụng các tế bào iPS như một chất hỗ trợ cơ bản sau khi điều trị ung thư bằng phương pháp phẫu thuật, hóa trị và xạ trị (hoặc cả hai) hay liệu pháp miễn dịch để xử lý các khối u đã được hình thành trước đó.

TS. Wu cho biết: “Mặc dù nghiên cứu vẫn còn nhiều vấn đề để hoàn thiện nhưng quan điểm về cách tiếp cận này thì khá đơn giản. Chúng tôi sẽ lấy máu, tao tế bào iPS và sau đó tiêm các tế bào này vào cơ thể đề ngăn ngừa ung thư. Tôi rất hứng khởi về tiềm năng này trong tương lai”.

Nguồn: Thông tin được cung cấp bởi Đại học Stanford, Mỹ.
https://www.sciencedaily.com/releases/2018/02/180215125026.htm