Đột phá dùng ánh sáng "đánh thức" tế bào ung thư ngủ đông

Tế bào ung thư. (Ảnh: Freepik)

Trong một số dạng ung thư, bao gồm cả ung thư phổi, hormone căng thẳng chính là tác nhân kích hoạt phản ứng này. Các protein chuyên biệt gọi là thụ thể glucocorticoid sẽ phát hiện ra các hormone đó bên trong tế bào khối u. Khi được kích hoạt, các thụ thể này đẩy tế bào vào trạng thái ngủ đông, làm chậm đáng kể quá trình phân bào và khiến nhiều liệu pháp điều trị trở nên kém hiệu quả.

Giới khoa học từ lâu đã tìm cách vô hiệu hóa các thụ thể này để "đánh thức" tế bào ung thư, giúp dễ dàng nhắm mục tiêu và tiêu diệt chúng hơn. Tuy nhiên, thách thức lớn nhất là thụ thể glucocorticoid tồn tại ở khắp nơi trong cơ thể chứ không riêng gì tế bào ung thư. Chúng đóng vai trò thiết yếu trong việc kiểm soát viêm nhiễm và hỗ trợ hệ miễn dịch. Việc loại bỏ hoàn toàn các thụ thể này sẽ gây ra tác dụng phụ nghiêm trọng. Do đó, một phương pháp điều trị thành công phải nhắm trúng tế bào khối u mà không làm tổn thương các mô khỏe mạnh.

Mới đây, các nhà khoa học tại Viện Công nghệ Liên bang Thụy Sĩ (ETH Zurich) đã phát triển một giải pháp đầy hứa hẹn. Họ tạo ra một hệ thống kích hoạt quá trình phá hủy thụ thể glucocorticoid bên trong tế bào khối u, đồng thời cho phép sử dụng ánh sáng để tắt quá trình này một cách có chọn lọc ở các mô khỏe mạnh xung quanh.

Robin Scheuplein, đồng tác giả chính của nghiên cứu, cho biết: "Hệ thống này dựa trên công nghệ y tế hiện có và do đó mang lại triển vọng thực tế cho các liệu pháp điều trị cục bộ".

Mục tiêu dài hạn của công nghệ này là ứng dụng cho các phương pháp điều trị ung thư có độ chính xác cao. Các nhà nghiên cứu hình dung việc tiêm trực tiếp "công tắc" này vào khối u, sau đó dùng ánh sáng để vô hiệu hóa bất kỳ phân tử nào rò rỉ sang các mô khỏe mạnh xung quanh. "Do đó, hoạt động có thể được giới hạn nghiêm ngặt ở lõi khối u, bảo tồn các mô xung quanh và gây ra ít tác dụng phụ hơn đáng kể. Hiệu ứng này có thể đảo ngược và có thể được kiểm soát chính xác," ông Scheuplein giải thích.

Trong các thử nghiệm trên tế bào ung thư phổi nuôi cấy trong phòng thí nghiệm, nhóm nghiên cứu đã quan sát thấy phản ứng sinh học đúng như dự đoán. Phương pháp điều trị đã nhanh chóng phá vỡ các thụ thể glucocorticoid bên trong tế bào khối u. Phân tích hoạt động của gen cũng chỉ ra rằng các tế bào đã thoát khỏi trạng thái ngủ đông.

Dù vậy, Scheuplein lưu ý: "Tất nhiên, điều này bây giờ sẽ cần phải được xác minh trong các sinh vật sống nữa".

Các nhà nghiên cứu nhấn mạnh rằng hệ thống này vẫn cần được phát triển thêm trước khi có thể áp dụng trên bệnh nhân. Một hạn chế hiện tại là ánh sáng chỉ có thể xuyên qua mô vài milimet. Để tạo ra ranh giới bảo vệ quanh khối u, nguồn sáng phải được đặt sát khu vực điều trị (ví dụ như dùng ống nội soi đối với ung thư phổi). Đối với các khối u nằm sâu hơn, nhóm hy vọng sẽ phát triển các phiên bản công tắc phản ứng với bước sóng ánh sáng dài hơn, chẳng hạn như ánh sáng cận hồng ngoại, có khả năng xuyên qua mô sâu hơn và nhẹ nhàng hơn.

Đáng chú ý, nền tảng này có thể được ứng dụng cho nhiều mục tiêu khác ngoài thụ thể glucocorticoid. Scheuplein giải thích: "Chúng tôi đã phát triển một hệ thống mô-đun mà chúng tôi cũng có thể sử dụng để tắt các thụ thể khác". Các mục tiêu tiềm năng bao gồm thụ thể estrogen liên quan đến ung thư vú phụ thuộc hormone và thụ thể androgen liên quan đến ung thư tuyến tiền liệt giai đoạn tiến triển.