Làm thế nào để tính axit của khối u giúp ung thư lây lan?
Bằng cách thăm dò điều gì xảy ra với các tế bào trong vùng axit của khối u, các nhà khoa học đã khám phá ra thông tin mới về khả năng xâm lấn và lây lan của ung thư. Khám phá có thể dẫn đến các phương pháp điều trị tốt hơn cho các khối u tích cực.
Các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) ở Cambridge đã phát hiện ra rằng các vùng khối u có tính axit hoặc độ pH thấp làm thay đổi biểu hiện gen trong tế bào ung thư theo cách khiến chúng trở nên hung dữ hơn.
Trong một bài báo xuất hiện trong tạp chí Nghiên cứu ung thư, họ mô tả bằng cách giảm nồng độ axit của khối u, họ có thể đảo ngược quá trình ở chuột.
Tác giả nghiên cứu đầu tiên Nazanin Rohani Ph.D., người từng là nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Viện Koch về Nghiên cứu Ung thư Tích hợp tại MIT, cho biết: “Nhiễm toan khối u” khi cô ấy hoàn thành công trình nghiên cứu, “làm phát sinh sự biểu hiện của các phân tử tham gia vào quá trình xâm lấn tế bào và sự di cư.
“Sự tái lập trình này, là một phản ứng nội bào đối với sự giảm pH ngoại bào, mang lại cho tế bào ung thư khả năng tồn tại trong điều kiện pH thấp và sinh sôi nảy nở.”
Di căn và môi trường khối u
Di căn là một quá trình phức tạp mà qua đó các tế bào ung thư trở nên di động, tự tách ra khỏi khối u nguyên phát, xâm lấn mô lân cận, di cư và sau đó hình thành các khối u thứ cấp ở các bộ phận khác của cơ thể.
Khoảng 9/10 trong số tất cả các trường hợp tử vong do ung thư “có liên quan đến di căn”. Nếu không có di căn, ung thư sẽ là một căn bệnh dễ kiểm soát hơn và ít nghiêm trọng hơn.
Đã có thời gian các nhà khoa học tin rằng khả năng các khối u di căn chỉ phụ thuộc vào sự thay đổi các tế bào ung thư.
Tuy nhiên, kể từ đó, các nhà nghiên cứu đã học được rằng “sự tiến triển ác tính của ung thư” cũng phụ thuộc vào các tế bào ung thư tham gia vào “mạng lưới tương tác phức tạp” với các phần khác của mô xung quanh chúng, hoặc vi môi trường khối u.
Hiện các nhà khoa học đã hiểu rõ rằng các khối u không chỉ đơn giản là tập hợp các tế bào ung thư đang nhân lên, mà là "các thực thể sống", bao gồm nhiều loại tế bào khác nhau. Trên thực tế, độ phức tạp của mô khối u "thậm chí có thể vượt quá" độ phức tạp của các mô khỏe mạnh.
Nghiên cứu mà Tiến sĩ Rohani và các đồng nghiệp của cô thực hiện đã bổ sung thêm kiến thức ngày càng tăng về môi trường vi mô khối u và sự đóng góp của chúng vào quá trình di căn.
Lập bản đồ tính axit của khối u
Nghiên cứu trước đây đã xác định rằng tính axit trong vi môi trường khối u có ảnh hưởng mạnh mẽ đến sự xâm lấn của ung thư. Tuy nhiên, điều chưa rõ là độ axit thay đổi như thế nào trong khối u và nó có thể thay đổi gen như thế nào để khiến các tế bào khối u xâm lấn hơn.
Trước khi có nghiên cứu gần đây, quan điểm phổ biến cho rằng nồng độ axit cao trong các khối u chủ yếu xảy ra ở những khu vực thiếu oxy với nguồn cung cấp máu kém.
Đối với cuộc điều tra của họ, các nhà nghiên cứu của MIT đã sử dụng một “đầu dò pH” để lập bản đồ độ axit trong các khối u ung thư vú ở chuột.
Khi đầu dò pH phát hiện một tế bào trong môi trường axit, nó sẽ chèn một phân tử protein nhỏ vào màng tế bào. Bằng cách này, các nhà nghiên cứu có thể gắn thẻ và xác định các tế bào trong vùng axit của khối u.
Thật ngạc nhiên, nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng các vùng axit không chỉ hiện diện trong các túi thiếu oxy hoặc thiếu oxy bên trong các khối u. Bề mặt của các khối u - nơi chúng kết nối với mô đệm, hoặc "mô cấu trúc" bao quanh chúng - cũng chứa các vùng có tính axit.
Khám phá này cho thấy rằng thiếu oxy không phải là lý do chính gây ra tính axit trong các khối u. Khi điều tra kỹ hơn, các nhà khoa học đã tìm ra một nguyên nhân khác gây ra tính axit vi môi trường ở bề mặt khối u.
Giảm độ axit của khối u
Có vẻ như sự trao đổi chất của nhiều tế bào trên bề mặt của các khối u vú đã chuyển thành quá trình đường phân hiếu khí. Loại chuyển hóa này tạo ra axit lactic, làm cho môi trường vi mô khối u có tính axit hơn.
Trong các vùng bề mặt khối u có tính axit này, các tế bào đã thay đổi gen của chúng để chuyển sang các quá trình có lợi cho sự xâm lấn và di căn.
Các gen được kích hoạt bao gồm một gen có liên quan đến sự phát triển của phôi và tạo ra một protein hỗ trợ sự di chuyển của tế bào qua dòng máu. Một phương pháp khác làm cho các tế bào khối u có thể xâm nhập vào mô xung quanh của chúng nhiều hơn.
Trong một loạt thí nghiệm khác, nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng việc giảm nồng độ axit trong vi môi trường khối u đã giúp các biểu hiện gen gần như trở lại bình thường.
Các nhà nghiên cứu đã giảm nồng độ axit của khối u ở chuột bằng cách thêm natri bicarbonate vào nước uống của chúng. Các nghiên cứu khác cũng phát hiện ra rằng điều này làm giảm sự di căn ở chuột.
Tác giả nghiên cứu cấp cao Frank B. Gertler, giáo sư sinh học tại MIT, nói rằng con người không dung nạp natri bicarbonate, và vì vậy nó sẽ không phải là một phương pháp điều trị tiềm năng phù hợp cho họ.
“Các phương pháp khác nhắm mục tiêu chính xác hơn đến quá trình axit hóa có thể có giá trị lớn.”
GS Frank B. Gertler
