Tiêu diệt tế bào ung thư: liệu pháp miễn dịch nhắm mục tiêu sử dụng vật liệu tiêm

Các nhà nghiên cứu tại Viện Y sinh Terasaki (TIBI) đã phát triển và tối ưu hóa một phương pháp ít xâm lấn, hướng đích, hiệu quả và bền vững hơn trong điều trị ung thư. Cách tiếp cận này giúp giảm liều lượng sử dụng và giảm các tác dụng phụ có thể xảy ra so với các phương pháp điều trị toàn thân.

Có nhiều cách để cơ thể phản ứng lại với các tế bào bất thường hoặc các tác nhân xâm lược ngoại lai. Trong đó, một cơ chế liên quan đến các tế bào T của hệ thống miễn dịch; các protein trên bề mặt tế bào, được gọi là “checkpoint proteins”. Các “checkpoint proteins” này có thể liên kết với các protein trên bề mặt của các tế bào khác, từ đó có thể kích thích hoặc ức chế hoạt động của tế bào T. Kích thích tế bào T dẫn đến tiêu diệt các tế bào bất thường và tế bào ngoại lai, trong khi ức chế hoạt động của tế bào T nhằm bảo vệ tế bào bình thường khỏi sự tấn công của hệ thống miễn dịch.

Tuy nhiên, các tế bào khối u đôi khi có thể biểu hiện các protein bề mặt vượt trội hệ thống miễn dịch bằng cách liên kết với tế bào T và ngăn chặn hoạt động của chúng; điều này cho phép các tế bào khối u phát triển và lan rộng. Trong những năm gần đây, các kháng thể “ức chế điểm kiểm soát miễn dịch” (“immune checkpoint inhibitor” – ICIs) đã được phát triển để ngăn chặn sự liên kết của tế bào khối u với tế bào T. Trên thực tế, điều này sẽ kích hoạt ngược lại phản ứng miễn dịch của tế bào T để tiêu diệt các tế bào khối u. Tại Mỹ, ICI đã được sử dụng thành công để điều trị ung thư ở thận, bàng quang, gan và vùng đầu hoặc cổ.

Các ICI này thường được sử dụng thông qua đường tiêm toàn thân, và mặc dù các kháng thể này đã được chứng minh hiệu quả, nhưng tác dụng của chúng khác nhau giữa các bệnh nhân. Đối với một số bệnh nhân, bản chất không đặc hiệu của việc phân phối ICI này có thể dẫn đến việc kích thích quá mức tế bào T, từ đó tạo ra các phản ứng phụ độc hại. Việc phân phối thuốc toàn thân cũng làm giảm hiệu quả của ICI, đòi hỏi phải sử dụng ở liều lượng cao và chi phí cao hơn.

Đặc điểm chính của phương pháp tiếp cận của nhóm TIBI đưa ra là vật liệu sinh học gelatin dạng tiêm có chứa các tiểu cầu nano silicat hình đĩa. Các tiểu cầu nano (nanoplatelet) chứa các bề mặt tích điện tối ưu để liên kết với ICI, đồng thời sử dụng phương pháp tiêm ít xâm lấn để phân phối vật liệu sinh học gắn với ICI tới vị trí khối u.

Hỗn hợp gelatin/ nanoplatelet được tối ưu hóa để phân phối ICI hiệu quả hơn và giải phóng thuốc bền vững. Nhóm nghiên cứu cũng chứng minh rằng một số yếu tố như nanoplatelet, nồng độ gelatin, nồng độ ICI, độ pH và điều kiện phân hủy vật liệu sinh học này có thể được điều chỉnh để kiểm soát sự giải phóng ICI thích hợp với từng khối u cụ thể.

Các nhà nghiên cứu đã tiến hành các thí nghiệm bổ sung để đánh giá hiệu quả của vật liệu sinh học ở dạng cắt mỏng (shear-thinning biomaterial – STB) của họ, vật liệu này sẽ biến dạng khi bị căng thẳng trong quá trình tiêm và nhanh chóng tự phục hồi sau đó. Những STB này đã được sử dụng để tiêm ICI vào các khối u ác tính ở chuột. Phát hiện của họ cho thấy khối u ác tính ở những con chuột này phát triển chậm nhất và kích thước nhỏ nhất, cũng như có ranh giới rõ ràng giữa khối u và lớp da, không có viêm và mô hoại tử; những tác động này được ghi nhận nhiều hơn và duy trì trong thời gian dài hơn so với các mẫu đối chứng âm, do sự phân phối ICI được duy trì.

Số lượng tế bào T được kích hoạt do điều trị ICI đã được định lượng và các nhà nghiên cứu thấy rằng các mẫu có ICI phân phối trong STB có nhiều tế bào T hỗ trợ hơn 44% và tế bào T độc hơn 36% so với nhóm đối chứng âm.

Cuối cùng, sự chết của tế bào khối u đã được đánh giá. Các thí nghiệm với các kỹ thuật nhuộm khác nhau cho thấy số lượng tế bào khối u chết nhiều hơn tới 13,2 lần trong các mẫu phân phối STB so với các mẫu đối chứng âm.

“Các kết quả thu được ở đây chứng minh rõ ràng hiệu quả của việc phân phối kháng thể có mục tiêu, có thể kiểm soát và bền vững để phục hồi cơ chế bảo vệ tự nhiên của cơ thể chống lại ung thư” – TS. Ali Khademhosseini – Giám đốc điều hành của TIBI chia sẻ. “ Tiềm năng của liệu pháp này trong việc tạo ra các liệu pháp kết hợp còn có thể mở rộng tác động của nó”.

Nguồn: https://www.eurekalert.org/news-releases/960547