Làm thế nào các tế bào miễn dịch có thể được kiểm soát để tiêu diệt ung thư
Bằng cách kỹ thuật các tế bào T tiêu diệt ung thư có thể được điều khiển không xâm lấn bằng điều khiển từ xa, các nhà nghiên cứu đã thêm một tính năng tiềm năng mạnh mẽ vào một loại liệu pháp miễn dịch vốn đã đầy hứa hẹn được gọi là liệu pháp tế bào CAR T.
Một báo cáo về nghiên cứu, do Đại học California, San Diego (UCSD) dẫn đầu, sẽ được xuất bản trong Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia.
Liệu pháp miễn dịch, một cách tiếp cận tương đối mới để chống lại ung thư, điều khiển và tăng cường hệ thống miễn dịch của chính bệnh nhân để loại bỏ khối u.
Một loại liệu pháp miễn dịch đang nổi lên nhanh chóng là liệu pháp tế bào T thụ thể kháng nguyên chimeric (tế bào CAR T).
Trong liệu pháp tế bào CAR T, các tế bào miễn dịch được gọi là tế bào T được lấy từ một người và biến đổi gen trong phòng thí nghiệm để chúng có thể nhận ra và tiêu diệt tế bào ung thư hiệu quả hơn. Các tế bào được thiết kế sau đó được nhân lên và đưa trở lại cơ thể người.
Được thiết kế để tiêu diệt tế bào ung thư
Phần được biến đổi gen của tế bào T là thụ thể kháng nguyên chimeric (CAR). Nó chứa các yếu tố tổng hợp khác nhau, bao gồm một yếu tố có thể nhận ra các đặc điểm độc đáo của tế bào khối u được gọi là kháng nguyên liên kết khối u và một yếu tố khác kích hoạt tế bào T để tiêu diệt mục tiêu.
Khi các thế hệ mới của liệu pháp tế bào CAR T được phát triển, CAR ngày càng trở nên tinh vi và có nhiều tính năng hơn, bao gồm một số tính năng tăng cường sức mạnh chống khối u và sự bền bỉ của các tế bào T đã được biến đổi.
Hai liệu pháp tế bào CAR T gần đây đã được chấp thuận ở Hoa Kỳ: một để điều trị bệnh bạch cầu nguyên bào lympho cấp tính ở trẻ em và một liệu pháp khác để điều trị ung thư hạch tiến triển ở người lớn.
Tuy nhiên, hiện nay có những lo ngại xung quanh việc liệu loại liệu pháp miễn dịch này có thể được sử dụng hiệu quả để điều trị ung thư có khối u rắn, chẳng hạn như ung thư vú và ruột kết hay không.
Một mối quan tâm là liệu các tế bào T được thiết kế có thể được tạo ra đủ mạnh để vượt qua sức đề kháng mà môi trường vi mô bên trong một khối u rắn có để đáp ứng miễn dịch hay không.
Renier J. Brentjens, một bác sĩ chuyên khoa ung thư và là người tiên phong đầu tiên của liệu pháp tế bào CAR T, nói rằng thứ cần thiết là một “siêu tế bào T.”.
Ông và nhóm của mình tại Trung tâm Ung thư Memorial Sloan Kettering ở Thành phố New York, NY, đang nghiên cứu một giải pháp cho vấn đề kháng vi môi trường mà họ gọi là “tế bào CAR T bọc thép”.
Các tính năng di truyền cơ học được thêm vào tế bào T
Peter Yingxiao Wang, giáo sư kỹ thuật sinh học tại UCSD và là một trong những nhà điều tra cấp cao về phương pháp mới này cho biết: học.
Trong báo cáo trên tạp chí của mình, GS.Wang và những người còn lại của nhóm nghiên cứu mô tả cách họ thêm các tính năng mới vào liệu pháp tế bào CAR T, trong đó các tế bào T mang các mô-đun có thể được điều khiển để tạo ra những thay đổi về gen và tế bào thông qua sóng siêu âm được điều khiển từ xa và không xâm lấn.
Họ tin rằng các tính năng mới có khả năng làm cho liệu pháp tế bào CAR T có khả năng chống lại ung thư mạnh hơn và ít có khả năng tạo ra các tác dụng phụ bất lợi hơn.
Họ nói rằng có một "nhu cầu quan trọng" đối với các công cụ có thể hoạt động theo cách này, đặc biệt là khi chuyển các phương pháp điều trị thử nghiệm mới sang động vật và con người.
Cách tiếp cận mới là một ví dụ về di truyền cơ học, là một lĩnh vực mới sử dụng các đặc tính cơ học ở cấp độ tế bào để thay đổi sự biểu hiện gen và các chức năng của tế bào.
'Độ chính xác và hiệu quả chưa từng có'
Nhóm nghiên cứu đã thiết kế CAR trên các tế bào T để mang các cảm biến cơ học với các viên bi siêu nhỏ rung động khi tiếp xúc với sóng siêu âm.
Các vi hạt này kích hoạt một protein được mã hóa bởi một gen được gọi là Thành phần kênh ion nhạy cảm cơ học loại Piezo 1 (PIEZO1). Protein PIEZO1 là một “kênh ion được kích hoạt cơ học liên kết các lực cơ học với các tín hiệu sinh học.”
Sau khi được kích hoạt, kênh PIEZO1 cho phép các ion canxi đi vào tế bào T. Hành động này kích hoạt một chuỗi các phản ứng phân tử làm bật các gen giúp tế bào T nhận biết và tiêu diệt tế bào ung thư.
“Công trình này”, GS Wang nói, “cuối cùng có thể dẫn đến độ chính xác và hiệu quả chưa từng có trong liệu pháp miễn dịch tế bào CAR T chống lại các khối u rắn, đồng thời giảm thiểu độc tính từ khối u”.
“Liệu pháp tế bào CAR T đang trở thành một phương pháp điều trị thay đổi mô hình để điều trị ung thư.”
GS Peter Yingxiao Wang
