Đẩy lùi ung thư: Các nhà nghiên cứu phát minh ra phương pháp tăng cường tế bào miễn dịch

Ung thư chính là một trong những nỗi lo lắng lớn nhất của nhiều người hiện nay. Theo Hiệp hội Ung thư Hoa Kỳ, chỉ riêng năm ngoái, hơn 600.000 người dân nước này đã ra đi vì ung thư. Nhiều nhà khoa học vẫn không ngừng nỗ lực theo đuổi nghiên cứu về căn bệnh phức tạp, định hình tiến bộ y tế trong việc phát triển các phương pháp điều trị ít xâm lấn hơn mà vẫn mang lại hiệu quả cao. 

Liệu pháp tăng cường miễn dịch đang nổi lên như một phương án khả thi. Nhìn chung, liệu pháp liên quan đến quá trình khai thác sức mạnh của hệ thống miễn dịch trong cơ thể nhằm chống lại tế bào ung thư. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Kỹ thuật Virginia Tech đã tìm ra phương pháp đột phá, hỗ trợ đáng kể quy trình điều trị căn bệnh thế kỷ. 

Ông Rong Tong, Phó Giáo sư kỹ thuật hóa học, đã hợp tác với bà Wenjun "Rebecca" Cai, Phó Giáo sư khoa học & kỹ thuật vật liệu, nhằm khám phá phương án điều trị bằng liệu pháp miễn dịch ung thư mà nhiều chuyên gia trong ngành từ lâu đã quan tâm. Trong bài báo mới xuất bản trên Tạp chí Science Advances, bộ đôi Phó Giáo sư đã trình bày chi tiết cách tiếp cận đột phá, bao gồm việc kích hoạt tế bào miễn dịch trong cơ thể và “lập trình” lại chúng để tấn công và tiêu diệt tế bào ung thư. Phương pháp điều trị như vậy thường được thực hiện với protein cytokine. Cytokine là hạt phân tử protein siêu nhỏ hoạt động như chất truyền tin sinh hóa giữa các tế bào và được tế bào miễn dịch của cơ thể giải phóng để điều phối phản ứng.

Phó Giáo sư Tong cho biết: “Cytokine có sức công phá rất mạnh và mang lại hiệu quả cao trong việc kích thích tế bào miễn dịch loại bỏ tế bào ung thư. Vấn đề là các hạt phân tử này mạnh đến mức nếu di chuyển tự do khắp cơ thể, chúng sẽ kích hoạt mọi tế bào miễn dịch khi tiếp xúc, có thể gây ra sốc phản vệ và một số tác dụng phụ có nguy cơ gây tử vong”.

Bộ đôi Tong và Cai, phối hợp với các sinh viên tốt nghiệp ngành kỹ thuật hóa học và khoa học & kỹ thuật vật liệu, đã phát triển dự án công nghệ mới sử dụng protein cytokine như một giải pháp điều trị miễn dịch tiềm năng. Không giống như đa số phương pháp trước đây, kỹ thuật của dự án đảm bảo rằng cytokine kích thích tế bào miễn dịch định vị hiệu quả bên trong khối u xuyên suốt nhiều tuần mà vẫn bảo tồn được cấu trúc và mức độ phản ứng của cytokine. 

PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU TRỊ UNG THƯ ÍT XÂM LẤN

Hầu hết công nghệ điều trị ung thư hiện nay, chẳng hạn như hóa trị, không thể phân biệt giữa tế bào khỏe mạnh và tế bào ung thư. Khi người bệnh hóa trị, phương pháp điều trị sẽ tấn công tất cả tế bào trong cơ thể, dẫn đến vô số tác dụng phụ như rụng tóc và mệt mỏi. 

Kích thích hệ thống miễn dịch bên trong cơ thể tấn công các khối u là phương pháp thay thế đầy hứa hẹn trong điều trị ung thư. Các cytokine có thể kích hoạt tế bào miễn dịch trong khối u, nhưng cần kiểm soát hệ quả phản ứng quá mức đối với các tế bào khỏe mạnh gây ra tác dụng phụ nghiêm trọng.

Phó Giáo sư Tong cho biết: “Cách đây nhiều năm, một nhóm nhà khoa học đã xác định rằng cytokine có thể sử dụng để kích hoạt và chống lại khối u, nhưng họ chưa tìm ra cách định vị chúng bên trong khối u mà không gây tổn hại cho phần còn lại của cơ thể. Mặt khác, các kỹ sư hóa học sẽ xem xét vấn đề từ quan điểm kỹ thuật và sử dụng kiến ​​thức chuyên môn để tinh chỉnh và nâng cao hiệu quả của cytokine, giúp các hạt phân tử hoạt động bên trong cơ thể một cách hiệu quả”. 

PHỐI HỢP LỰC LƯỢNG ĐỂ TIÊU DIỆT TẾ BÀO UNG THƯ

Mục tiêu của nhóm nghiên cứu là tìm ra điểm cân bằng giữa quá trình tiêu diệt tế bào ung thư trong cơ thể và bảo vệ tế bào khỏe mạnh. 

Để hoàn thành mục tiêu này, Phó Giáo sư Tong cùng nhóm sinh viên đã sử dụng kiến ​​thức chuyên môn để tạo ra loại hạt chuyên dụng có kích thước đặc biệt giúp xác định nơi cytokine sẽ đến. Những vi hạt được thiết kế để tồn tại tốt trong môi trường khối u sau khi tiêm vào cơ thể. Đồng thời, Phó Giáo sư Cai và sinh viên của bà đã nghiên cứu phương thức đo tính chất bề mặt của các hạt này.

Vị Phó Giáo sư chia sẻ: “Xét về khía cạnh khoa học & kỹ thuật vật liệu, chúng tôi nghiên cứu tính chất hóa học bề mặt và hành vi cơ học của vật liệu, cụ thể là hạt chuyên dụng được tạo ra trong dự án lần này. Đặc tính bề mặt cùng với kích thước hạt đóng vai trò quan trọng trong việc phân phối cytokine có kiểm soát, đảm bảo đúng thời gian hoạt động của thuốc và hiệu quả điều trị được duy trì”.

Nhằm đảm bảo vận chuyển thuốc thành công vào cơ thể, Phó Giáo sư Tong và các sinh viên kỹ thuật hóa học đã thiết kế chiến lược mới: neo các cytokine vào vi hạt vừa sáng chế, hạn chế tác động của cytokine đối với tế bào khỏe mạnh, sau đó cho phép cytokine mới gắn vào hạt khởi động hệ thống miễn dịch và thu hút nhiều tế bào miễn dịch trong cơ thể tấn công tế bào ung thư.

Vị Phó Giáo sư khẳng định: “Chiến lược của chúng tôi không chỉ giảm thiểu tác hại do cytokine gây ra đối với tế bào khỏe mạnh mà còn kéo dài thời gian lưu giữ cytokine trong khối u, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình thu hút tế bào miễn dịch tấn công nhắm mục tiêu”.

Bước tiếp theo trong quy trình chính là kết hợp phương pháp trị liệu bằng cytokine mới, sử dụng kháng thể phong tỏa điểm kiểm tra được Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) phê duyệt, giúp kích hoạt lại hàng triệu tế bào miễn dịch khối u tưởng chừng như đã “ngủ đông” để chống lại tế bào ung thư.  

Nhóm nghiên cứu giải thích: “Khi khối u xuất hiện bên trong cơ thể, tế bào miễn dịch sẽ bị tế bào ung thư vô hiệu hóa. Kháng thể phong tỏa điểm kiểm tra được FDA phê chuẩn giúp “tháo gỡ” toàn bộ “xiềng xích” mà khối u đặt lên tế bào miễn dịch, trong khi phân tử cytokine “tăng tốc” khởi động hệ thống miễn dịch và huy động đội quân tế bào miễn dịch chống lại tế bào ung thư. Hai công nghệ cần phối hợp nhuần nhuyễn với nhau để kích hoạt hệ thống miễn dịch đang tổn thương nghiêm trọng”.

Thử nghiệm kết hợp kháng thể phong tỏa điểm kiểm tra với cytokine neo hạt đã mang lại kết quả khả quan bước đầu khi loại bỏ thành công nhiều khối u trong phòng nghiên cứu.

TÍN HIỆU KHỞI SẮC CHO NHỮNG NỖ LỰC ĐIỀU TRỊ UNG THƯ 

Các thành viên trong nhóm hy vọng tác động của phát minh mới trong lĩnh vực trị liệu miễn dịch sẽ góp phần cho phong trào lớn hướng tới các phương pháp điều trị ung thư vô hại đối với tế bào khỏe mạnh. 

Phó Giáo sư Tong bày tỏ: “Các nhà nghiên cứu vẫn đang tìm kiếm phương pháp điều trị ung thư an toàn và hiệu quả hơn. Dự án này là động lực thúc đẩy chúng tôi phát triển công nghệ mới trong lĩnh vực còn nhiều thách thức. Toàn bộ nhóm thuốc được sử dụng để khởi động hệ thống miễn dịch chống lại tế bào ung thư phần lớn vẫn chưa được đưa vào điều trị thực tế. Mục tiêu của chúng tôi là tạo ra giải pháp mới cho phép các nhà nghiên cứu thử nghiệm những thuốc đó với các phương pháp điều trị đã được FDA phê chuẩn, đảm bảo cả tính an toàn và hiệu quả nâng cao”.

Còn Phó Giáo sư Cai nhận định bản chất của nghiên cứu điều trị ung thư đòi hỏi phải có kiến ​​thức chuyên môn về các ngành kỹ thuật. 

“Tôi xem dự án là kết tinh hoàn hảo giữa kỹ thuật hóa học và khoa học vật liệu”, bà chia sẻ. “Bước đầu tiên tập trung vào quy trình tổng hợp thành phần và phân phối tế bào, phần sau tập trung vào kỹ năng áp dụng đặc tính vật liệu tiên tiến. Sự hợp tác không chỉ đẩy nhanh nghiên cứu liệu pháp miễn dịch mà còn tạo ra tiềm năng thay đổi toàn bộ lĩnh vực điều trị ung thư”.