Liệu pháp ung thư mới: Hạt nano "thông minh" đưa mRNA trực tiếp đến khối u

Hệ miễn dịch của chúng ta không chỉ chống lại vi khuẩn và virus xâm nhập. Nó còn có nhiệm vụ kiểm soát các mô của chính cơ thể, loại bỏ tế bào ung thư trước khi chúng có cơ hội phát triển. Tuy nhiên, một khi khối u hình thành, nó có thể tạo ra môi trường ức chế các tế bào miễn dịch chống ung thư — thậm chí tái lập trình chúng để kìm hãm các bộ phận khác của hệ miễn dịch.

Vượt qua môi trường khối u đầy áp bức vẫn là rào cản đối với ngay cả những phương pháp điều trị hứa hẹn nhất. Giáo sư Chunxia Zhao tại Đại học Adelaide giải thích: "Một trong những thách thức lớn nhất trong liệu pháp miễn dịch ung thư là hệ miễn dịch có thể có khả năng tấn công khối u, nhưng môi trường khối u có thể ngăn cản các tế bào miễn dịch đó thực hiện nhiệm vụ."

Tái lập trình đại thực bào liên quan đến khối u

Trong nghiên cứu công bố trên tạp chí Science Advances, nhóm của Zhao đã phát triển một hệ thống có thể vận chuyển chính xác liệu pháp mRNA để biến đổi các tế bào miễn dịch trở lại thành đồng minh. Các nhà nghiên cứu tập trung vào đại thực bào liên quan đến khối u (tumor-associated macrophages) — khi bị tín hiệu từ ung thư tái lập trình, chúng cản trở sự xuất hiện và hoạt động của tế bào T, một trong những vũ khí chính của cơ thể chống lại ung thư.

mRNA mang theo hướng dẫn sản xuất CXCL9, một tín hiệu hóa học để chiêu mộ tế bào T. Việc "bật công tắc" này là phần dễ dàng. Công nghệ mRNA đã tiến bộ nhanh chóng, đặc biệt trong lĩnh vực điều trị ung thư, kể từ khi được giới thiệu rộng rãi qua vaccine Covid. Tuy nhiên, bạn không muốn tín hiệu kích hoạt miễn dịch đi khắp cơ thể. Rủi ro của bất kỳ liệu pháp miễn dịch nào là kích hoạt hệ miễn dịch quá mức, có thể gây ra tác dụng phụ nguy hiểm và thậm chí tử vong.

Hạt nano "thông minh" với cơ chế nhắm mục tiêu

Để đảm bảo mRNA chỉ đến được vị trí khối u và không đi nơi khác, các nhà nghiên cứu đã phát triển phương pháp vận chuyển mà họ gọi là hạt nano "thông minh". Trong bất kỳ liệu pháp mRNA nào, kể cả mũi tiêm Covid tiêu chuẩn, mRNA được bọc trong một loại hạt nano, thường là lớp vỏ lipid. Cấu trúc béo này giúp các phân tử xâm nhập vào tế bào. Trong trường hợp này, các nhà nghiên cứu đã thêm cơ chế nhắm mục tiêu để đảm bảo mRNA chỉ đi vào đúng tế bào cần thiết.

Các hạt nano thông minh được gắn các kháng thể liên kết với TREM2, một protein có trên bề mặt đại thực bào ức chế miễn dịch liên quan đến khối u. Môi trường khối u thường là nơi hỗn độn với nhiều loại tế bào khác nhau, vì vậy cơ chế nhắm mục tiêu này không chỉ giúp đưa liệu pháp đến đúng vùng cơ thể mà còn chỉ vào các đại thực bào trong vùng đó cần được tái lập trình.

Ngoài mRNA, hạt nano thông minh còn mang theo một loại thuốc gọi là resiquimod, có thể kích thích một số con đường miễn dịch nhất định. Kết quả thí nghiệm ban đầu cho thấy các đại thực bào trước đây uể oải bắt đầu sản xuất CXCL9 cũng như các dấu hiệu khác của trạng thái miễn dịch hoạt động, như NOS2, với mức biểu hiện tăng 89,5 lần. Các tín hiệu của trạng thái ức chế miễn dịch cũng giảm đáng kể.

Kết quả trên mô hình chuột

Các nhà nghiên cứu sau đó đã tiêm hạt nano thông minh cho chuột mắc ung thư vú ác tính. Sau ba liều, sự phát triển của khối u chậm lại. Nồng độ CXCL9 cao hơn khoảng bốn lần so với nhóm đối chứng, và các nhà nghiên cứu phát hiện hoạt động của tế bào T. Phương pháp điều trị cũng giảm 63% tỷ lệ đại thực bào có đặc điểm ức chế miễn dịch.

Thông thường, các phương pháp điều trị ung thư được kết hợp để tấn công khối u từ nhiều hướng. Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm liệu pháp mới kết hợp với hai loại liệu pháp miễn dịch hiện có gọi là chất ức chế điểm kiểm soát miễn dịch (immune checkpoint inhibitors). Sự kết hợp không làm giảm thêm kích thước khối u, nhưng tạo ra những thay đổi quan trọng trong hệ miễn dịch. Các loại tế bào T khác nhau tăng lên trong khối u và các hạch bạch huyết lân cận — một phát hiện liên quan đến tiềm năng tạo phản ứng miễn dịch lâu dài hơn.

Các nhà nghiên cứu cũng không phát hiện tác động tiêu cực nào đến các cơ quan khác, nhưng họ nhấn mạnh cần thêm nhiều nghiên cứu để đánh giá độ an toàn trước khi có thể bắt đầu thử nghiệm trên người.

"Đây là một bằng chứng quan trọng về khái niệm rằng chúng ta có thể sử dụng công nghệ mRNA và hạt nano để tái lập trình môi trường miễn dịch của khối u," Giáo sư Zhao cho biết. "Vẫn còn nhiều việc phải làm trước khi phương pháp này có thể được xem xét cho bệnh nhân, nhưng những kết quả này cung cấp nền tảng đầy khích lệ để phát triển các liệu pháp miễn dịch ung thư có mục tiêu hơn."

Ý nghĩa đối với bệnh nhân ung thư

Nghiên cứu này đánh dấu bước tiến quan trọng trong việc kết hợp công nghệ mRNA với hệ thống vận chuyển nano thông minh để điều trị ung thư. Nếu được chứng minh an toàn và hiệu quả trên người, phương pháp này có thể mở ra hướng điều trị mới cho nhiều loại ung thư, đặc biệt là những loại khó điều trị bằng các phương pháp hiện tại.

Tại Việt Nam, ung thư là một trong những nguyên nhân gây tử vong hàng đầu, với tỷ lệ mắc mới ngày càng tăng. Những tiến bộ trong liệu pháp miễn dịch và công nghệ mRNA có thể mang lại hy vọng mới cho bệnh nhân, dù còn cần thời gian để các phương pháp này được nghiên cứu và thử nghiệm lâm sàng tại Việt Nam.