Trung tâm công nghệ sinh học Thành Phố Hồ Chí Minh

Theo báo cáo của các nhà nghiên cứu tại Viện Sinh học Nhiễm trùng Max Planck và Đại học Würzburg, sự hợp tác giữa virus và vi khuẩn có thể dẫn đến ung thư cổ tử cung. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng organoid (cơ quan nội tạng siêu nhỏ và đơn giản hóa) có nguồn gốc từ cổ ngoài cổ tử cung của bệnh nhân và xây dựng mô hình  lây nhiễm cá thể và đồng nhiễm động của virus gây u nhú ở người (HPV16 E6E7) và Chlamydia trachomatis để phát hiện ra điều này.

“Các organoid 3D cổ tử cung của chúng tôi cung cấp những mô hình in vitro tương tự về mặt sinh lý để khảo sát nhiều khía cạnh khác nhau của sinh học cổ tử cung, bao gồm ảnh hưởng của đồng nhiễm trùng và nhiễm trùng ở đường sinh sản nữ giới cũng như cơ chế phân tử của chúng,” các nhà nghiên cứu chỉ ra trong một bài báo trên Nature Communications. Tác giả cấp cao của bài báo, Tiến sĩ Cindrilla Chumduri, chủ nhiệm bộ môn Vi sinh học tại Đại học Würzburg, nói thêm rằng nhiều bệnh nhiễm trùng “tạo ra một vi môi trường trong tế bào đặc biệt có khả năng góp phần vào việc tái lập trình các mô và do đó dẫn đến sự phát triển của ung thư.”

Những phát hiện mới này xác nhận một nghi ngờ trước đó. Từ lâu, người ta nhận thấy rằng những bệnh nhân phát triển ung thư cổ tử cung thường không chỉ bị nhiễm vi rút papillomavirus ở người mà còn nhiễm vi khuẩn gây bệnh Chlamydia trachomatis. Quan sát này cho thấy hai tác nhân gây bệnh phối hợp với nhau để lập trình lại các tế bào lây nhiễm theo cách chúng suy biến và nhân lên không kiểm soát.

Chi tiết về công trình hoàn thành bởi Chumduri và cộng sự được mô tả trong bài báo “Mô hình hóa sự đồng nhiễm Chlamydia và HPV trong các organoids cổ ngoài cổ tử cung có nguồn gốc từ bệnh nhân cho thấy quá trình tái lập trình tế bào đặc biệt”. Ví dụ, bài báo đã mô tả cách các tế bào gốc cổ ngoài cổ tử cung trong organoid đã được chỉnh sửa di truyền để đưa vào gene sinh ung thư E6E7 nhằm bắt chước sự tích hợp HPV16. Ngoài ra, bài báo cũng đưa ra bằng chứng cho thấy các organoids đã phát triển các đặc điểm của tổn thương tiền ung thư, giữ được khả năng tự đổi mới và tạo ra biểu mô phân tầng trưởng thành tương tự như các organoid khỏe mạnh.

Tác giả của bài báo viết: “Các đáp ứng phiên mã và sau phiên mã đặc biệt do Chlamydia và HPV gây ra dẫn đến việc lập trình lại các quá trình của tế bào chủ một cách khác biệt. Đáng chú ý, Chlamydia cản trở các cơ chế do HPV gây ra để duy trì tính toàn vẹn của tế bào và bộ gene, bao gồm cả việc sửa chữa lỗi ghép cặp (mismatch repair) trong tế bào gốc.”

Từ lâu, người ta đã chứng minh rằng HPV có thể gây ung thư. Thật vậy, DNA của HPV có thể được tìm thấy trong hơn 90% các trường hợp ung thư cổ tử cung. Tuy nhiên, HPV không phải là thủ phạm duy nhất. Mặc dù hơn 80% phụ nữ bị nhiễm HPV trong suốt cuộc đời, nhưng chưa tới 2% phát triển thành ung thư.

Do đó, đồng nhiễm C. trachomatis được cho là đồng yếu tố chính trong việc thúc đẩy sự hình thành mô ác tính trong ung thư cổ tử cung liên quan đến HPV. Tiến sĩ Stefanie Koster, nghiên cứu tại Viện Sinh học Nhiễm trùng Max Planck và là một trong những tác giả chính nhận xét: “HPV và C. trachomatis là một trong những bệnh lây nhiễm qua đường tình dục phổ biến nhất”. Tiến sĩ Rajendra Kumar Gurumurthy, trưởng nhóm tại Viện Sinh học Nhiễm trùng Max Planck và một tác giả chính khác của nghiên cứu bổ sung: “Tuy nhiên, động lực của sự đồng nhiễm này và các cơ chế cơ bản phần lớn vẫn chưa được biết.”

Chumduri giải thích: “Vấn đề là không giống như virus khối u - có thể tìm thấy DNA trong khối u, vi khuẩn liên quan đến ung thư hiếm khi để lại các yếu tố có thể phát hiện trong tế bào ung thư.” Tuy nhiên, để liên kết vi khuẩn với sự phát triển ung thư, cần phải xác định những quá trình tế bào và đột biến góp phần vào những thay đổi bệnh lý trong tế bào. Chumduri và nhóm của cô hiện đã giải mã một cách có hệ thống chính xác các quá trình này trong các organoid mà họ phát triển.

Kết quả cho thấy : “Chlamydia gây ra quá trình tái lập trình tế bào đặc biệt của vật chủ. Một số gene được điều hòa bởi hai tác nhân gây bệnh theo những cách khác nhau, liên quan đến các phản ứng miễn dịch cụ thể. Ngoài ra, mầm bệnh ảnh hưởng đến một tập hợp con đáng kể tất cả các gene điều hòa chịu trách nhiệm sửa chữa DNA hư hỏng”.

Nhìn chung, nghiên cứu cho thấy “sự tồn tại đồng thời của HPV và Chlamydia trong tế bào gốc có thể ảnh hưởng xấu đến sự ổn định của tế bào và hệ gene, thúc đẩy sự tiến triển của ung thư”. Nghiên cứu cũng chứng minh rằng mô hình organoid 3D cổ tử cung phù hợp để nghiên cứu các khía cạnh khác nhau của sinh học cổ tử cung, bao gồm cả việc thử nghiệm thuốc trong các điều kiện sinh lý tương tự.

Nghiên cứu của Chumduri tập trung vào hai loại mô. Đầu tiên là là ectocervix (cổ ngoài cổ tử cung) - một phần của niêm mạc cổ tử cung kéo dài vào âm đạo. Thứ hai là endovervix (cổ trong cổ tử cung) - một phần của niêm mạc lót cổ tử cung sâu hơn vào bên trong, kết nối với tử cung. Nhiệm vụ thiết yếu của các mô này là ngăn chặn mầm bệnh xâm nhập vào tử cung và do đó giữ cho đường sinh sản phía trên của phụ nữ được vô trùng.

Chumduri chỉ ra “Các khu vực mà ecto- và endocervix hợp nhất tạo thành một vùng chuyển tiếp. Những khu vực này đặc biệt dễ bị nhiễm trùng và ung thư. Hầu hết các bệnh ung thư cổ tử cung đều bắt nguồn từ đó.”
Các tác giả của bài báo trên Nature Communications kết luận: “Khả năng nuôi cấy lâu dài của các organoid và khả năng thao tác di truyền trên chúng mở ra các phương pháp tiếp cận để nghiên cứu sự khởi đầu, tiến triển và kết quả của các bệnh nhiễm trùng mãn tính trong môi trường tiền lâm sàng đích thực. Bằng cách sử dụng công cụ mạnh mẽ này, chúng tôi cho thấy các tương tác ba bên phức tạp của mô biểu mô, sự đồng nhiễm virus và vi khuẩn, cũng như tác động đến phản ứng và số phận của tế bào chủ.”

Nguồn: https://www.genengnews.com/topics/translational-medicine/viral-bacterial-coinfection-can-reprogram-cells-cause-cancer/