Vi khuẩn đường ruột có thể thúc đẩy hệ thống miễn dịch tấn công ung thư
Một nghiên cứu trên toàn thế giới đã xác định vi khuẩn đường ruột có thể tăng cường khả năng chống lại khối u của hệ miễn dịch. Phát hiện này sẽ giúp cải thiện và cá nhân hóa các phương pháp điều trị ung thư bằng liệu pháp miễn dịch.
Liệu pháp miễn dịch là một thuật ngữ chung để chỉ các phương pháp điều trị làm tăng khả năng đối phó với bệnh tật của cơ thể.
Một phương pháp điều trị như vậy sử dụng các loại thuốc được gọi là chất ức chế điểm kiểm soát miễn dịch.
Những protein này ngăn chặn các protein mà tế bào ung thư sản xuất và bảo vệ chúng khỏi sự tấn công của các tế bào miễn dịch.
Tuy nhiên, không phải tất cả các trường hợp ung thư đều đáp ứng với điều trị bằng thuốc ức chế điểm kiểm soát miễn dịch và thuốc cũng có thể gây ra các tác dụng phụ nghiêm trọng.
Cái mới Nature Communications nghiên cứu tiết lộ thông tin sẽ giúp xác định những người nào có nhiều khả năng được hưởng lợi từ việc điều trị bằng các chất ức chế điểm kiểm soát miễn dịch.
Thông tin liên quan đến các cơ chế phân tử mà qua đó vi khuẩn đường ruột tương tác với hệ thống miễn dịch để ảnh hưởng đến khả năng chống lại bệnh ung thư.
Viện Khám phá Y tế Sanford Burnham Prebys ở La Jolla, CA, đã dẫn đầu nhóm quốc tế lớn làm việc trong nghiên cứu, cũng liên quan đến sự hợp tác với ba bệnh viện.
Vi khuẩn đường ruột, hệ thống miễn dịch và khối u ác tính
Thomas Gajewski là giáo sư về liệu pháp miễn dịch ung thư tại Đại học Chicago, IL, và không tham gia vào cuộc điều tra. Ông mô tả nó là "một bước quan trọng" để mở rộng "số lượng người được hưởng lợi từ liệu pháp miễn dịch."
Các nhà điều tra đã xác định được 11 chủng vi khuẩn đường ruột có sự tương tác với hệ thống miễn dịch giúp làm chậm sự phát triển của các khối u hắc tố ở chuột.
Ngoài ra, họ còn nhấn mạnh một con đường tín hiệu được gọi là phản ứng protein mở ra (UPR) như một liên kết chính giữa vi khuẩn đường ruột và khả năng chống lại khối u của hệ thống miễn dịch.
UPR là một quá trình tế bào giúp giữ cho quần thể protein ổn định và khỏe mạnh bằng cách loại bỏ những chất mà tế bào căng thẳng đã gây ra để xếp nếp không chính xác.
Các nhà điều tra phát hiện ra rằng hoạt động UPR thấp hơn ở những người bị u ác tính mà ung thư phản ứng với các chất ức chế trạm kiểm soát miễn dịch.
Họ gợi ý rằng điều này làm nổi bật hoạt động UPR như một dấu hiệu tiềm năng để lựa chọn những người bị u ác tính có nhiều khả năng được hưởng lợi từ liệu pháp điểm kiểm tra miễn dịch.
“Những kết quả này”, tác giả nghiên cứu cao cấp Ze'ev Ronai, giáo sư tại Sanford Burnham Prebys cho biết, “[…] xác định một tập hợp các chủng vi khuẩn có thể kích hoạt khả năng miễn dịch kháng u và các dấu ấn sinh học có thể được sử dụng để phân tầng những người bị u ác tính để điều trị với các chất ức chế trạm kiểm soát được chọn. "
Cần cải thiện liệu pháp ức chế điểm kiểm tra
Mặc dù hiếm hơn nhiều so với hầu hết các loại ung thư da, nhưng u ác tính là loại ung thư có khả năng xâm lấn các mô lân cận và di căn đến các vị trí khác trong cơ thể cao nhất. Xu hướng lây lan của nó làm cho u ác tính trở thành một loại ung thư nghiêm trọng và có khả năng đe dọa tính mạng.
Theo Hiệp hội Ung thư Hoa Kỳ (ACS), khối u ác tính là nguyên nhân gây ra khoảng 1% các loại ung thư da nhưng lại chiếm nhiều ca tử vong nhất do ung thư da ở Hoa Kỳ.
ACS ước tính rằng trong năm 2019, khoảng 96.480 người sẽ phát hiện ra rằng họ bị u ác tính và 7.230 người sẽ chết vì ung thư da ở Hoa Kỳ.
Điều trị bằng các chất ức chế điểm kiểm soát miễn dịch đã có tác dụng đáng kể trong việc cải thiện tỷ lệ sống sót cho những người bị u ác tính, nhưng ung thư vẫn có nguy cơ cao gây tử vong khi nó di căn.
Ngay cả khi các bác sĩ kết hợp liệu pháp điểm kiểm tra miễn dịch với các phương pháp điều trị khác, chúng chỉ có tác dụng đối với khoảng một nửa số trường hợp. Ngoài ra, những người bị ung thư có đáp ứng vẫn có thể gặp các phản ứng tự miễn dịch, thời gian đáp ứng hạn chế và thậm chí kháng thuốc.
Nghiên cứu gần đây bổ sung thêm bằng chứng ngày càng tăng cho thấy vi khuẩn đường ruột có thể ảnh hưởng đến hiệu quả của liệu pháp miễn dịch. Ví dụ, nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng một số chủng vi khuẩn đường ruột có thể làm tăng hiệu quả điều trị, trong khi một số loại thuốc kháng sinh và men vi sinh có thể làm giảm hiệu quả điều trị.
Mô hình chuột hữu ích
Để phục vụ cho cuộc điều tra của mình, GS Ronai và các đồng nghiệp của ông đã sử dụng những con chuột thiếu protein ngón tay RING 5 (RNF5), giúp các tế bào loại bỏ các protein gấp khúc không chính xác.
Họ phát hiện ra rằng những con chuột này có thể ngăn chặn sự phát triển của khối u hắc tố miễn là hệ thống miễn dịch và quần thể vi khuẩn đường ruột của chúng còn khỏe mạnh và nguyên vẹn.
Tuy nhiên, nếu họ nhốt những con chuột thiếu RNF5 với những con chuột không thiếu protein, hoặc nếu họ điều trị chúng bằng thuốc kháng sinh, chúng sẽ mất khả năng chống lại các khối u hắc tố. Điều này chứng minh rằng vi khuẩn đường ruột đóng một vai trò quan trọng trong việc bảo vệ miễn dịch chống khối u.
Điều tra sâu hơn cho thấy sự tham gia của một số thành phần của hệ thống miễn dịch trong ruột và việc giảm UPR trong các tế bào miễn dịch và ruột là đủ để kích hoạt các tế bào miễn dịch.
Bằng cách sử dụng các kỹ thuật tiên tiến, nhóm nghiên cứu đã thấy rằng những con chuột được RNF5 im lặng có quần thể 11 chủng vi khuẩn lớn hơn. Khi họ cấy các chủng này vào những con chuột không có mầm bệnh không có vi khuẩn đường ruột, chúng kích hoạt phản ứng kháng u và giảm sự phát triển của khối u hắc tố.
Trong một loạt các thử nghiệm cuối cùng, nhóm nghiên cứu đã xác nhận kết quả trong các mẫu mô từ ba nhóm riêng biệt của những người bị ung thư hắc tố sau đó được điều trị bằng thuốc ức chế trạm kiểm soát.
Các xét nghiệm này cho thấy phản ứng với điều trị tương quan với mức độ của các thành phần UPR, điều này cho thấy rằng chúng có thể đóng vai trò là dấu ấn sinh học tiềm năng để dự đoán ai sẽ có nhiều khả năng được hưởng lợi từ liệu pháp miễn dịch.
Các nhà nghiên cứu hiện có kế hoạch xác định các phân tử kháng u mà vi khuẩn đường ruột tạo ra.Sau đó, họ dự định kiểm tra sức mạnh chống khối u của các phân tử và tìm ra loại chế phẩm sinh học nào có thể làm tăng hiệu quả của chúng ở những người bị u ác tính.
GS Ronai nói rằng còn có một góc độ khác mà họ muốn khám phá. Trong quá trình nghiên cứu, họ nhận thấy những con chuột thiếu RNF5 dễ bị viêm ruột hơn. Đây cũng là một tác dụng phụ trong một số liệu pháp kiểm tra.
Có lẽ nhóm nghiên cứu có thể sử dụng “mô hình mạnh mẽ này”, ông nói thêm, để tìm ra cách khắc phục “sự cân bằng giữa khả năng tự miễn dịch và khả năng miễn dịch chống khối u” để giúp nhiều người hơn được hưởng lợi từ liệu pháp miễn dịch.
“Nghiên cứu của chúng tôi thiết lập mối liên hệ chính thức giữa hệ vi sinh vật và khả năng miễn dịch chống khối u và chỉ ra vai trò của UPR trong quá trình này, trả lời một câu hỏi được tìm kiếm từ lâu cho lĩnh vực này.”
GS Ze’ev Ronai
