Công nghệ có thể thúc đẩy các nỗ lực nghiên cứu quốc tế để tìm ra các loại thuốc loại trừ ung thư tận gốc
Science Daily, 01/03/2021
Tế bào gốc ung thư trốn tránh các phương pháp điều trị thông thường như hóa trị liệu, chúng có thể thúc đẩy sự phát triển và tái phát của ung thư trong thời gian dài. Những tế bào này rất khó để phân lập và nghiên cứu vì số lượng ít và giống với các tế bào gốc khác. Các nhà nghiên cứu đã tạo ra một phương pháp mới có thể phân biệt tế bào gốc ung thư, tế bào ung thư trưởng thành và các tế bào gốc khỏe mạnh khác dựa trên di truyền và biểu hiện gen của chúng. Phát hiện này mở ra con đường mới cho y học cá thể hóa, nghiên cứu căn bệnh ung thư.
Một phương pháp mới, được mô tả trong một nghiên cứu được công bố ngày hôm nay trên tạp chí Nature Communications, có tiềm năng thúc đẩy các nỗ lực nghiên cứu quốc tế nhằm tìm ra các loại thuốc có thể loại bỏ ung thư tại nguồn của nó.
Hầu hết các mô ung thư bao gồm các tế bào phân chia nhanh chóng với khả năng tự làm mới hạn chế, có nghĩa là phần lớn tế bào ngừng sinh sản sau một số lần phân chia nhất định. Tuy nhiên, tế bào gốc ung thư có thể tái tạo vô thời hạn, thúc đẩy ung thư phát triển lâu dài và tái phát.
Tế bào gốc ung thư trốn tránh được các phương pháp điều trị thông thường như hóa trị là một trong những lý do khiến bệnh nhân ban đầu thuyên giảm nhưng lại tái phát ngay sau đó. Trong bệnh bạch cầu cấp dòng tủy, một dạng ung thư máu, khả năng tái phát cao có nghĩa là ít hơn 15% bệnh nhân cao tuổi sống lâu hơn 5 năm.
Tuy nhiên, tế bào gốc ung thư rất khó để phân lập và nghiên cứu vì số lượng ít và giống như các tế bào gốc khác, cản trở các nỗ lực nghiên cứu quốc tế trong việc phát triển các phương pháp điều trị trúng đích nhắm vào các tế bào ác tính trong khi vẫn giữ lại các tế bào khỏe mạnh.
Các nhà nghiên cứu từ Trung tâm điều chỉnh gen (CRG – Trung tâm nghiên cứu gen và y sinh học Barcelona) và Phòng thí nghiệm Sinh học Phân tử Châu Âu (EMBL) đã khắc phục vấn đề này bằng cách tạo ra MutaSeq, một phương pháp có thể được sử dụng để phân biệt tế bào gốc ung thư, tế bào ung thư trưởng thành và các tế bào gốc khỏe mạnh khác dựa trên di truyền và biểu hiện gen.
“RNA cung cấp thông tin quan trọng cho sức khỏe con người. Ví dụ, xét nghiệm PCR đối với coronavirus phát hiện RNA của nó để chẩn đoán COVID-19. Sau đó giải trình tự để có thể xác định biến thể của virus”, Lars Velten, Trưởng nhóm tại CRG và là tác giả của bài báo giải thích. “MutaSeq hoạt động giống như một xét nghiệm PCR đối với coronavirus, nhưng ở mức độ phức tạp hơn nhiều và với một tế bào duy nhất làm nguyên liệu ban đầu.”
Để xác định xem một tế bào đơn có phải là tế bào gốc hay không, các nhà nghiên cứu đã sử dụng MutaSeq để đo hàng nghìn RNAs cùng một lúc. Sau đó, để tìm hiểu xem tế bào đó là ung thư hay khỏe mạnh, các nhà nghiên cứu đã tiến hành giải trình tự bổ xung và tìm kiếm các đột biến. Dữ liệu thu được đã giúp các nhà nghiên cứu theo dõi xem tế bào gốc là ung thư hay khỏe mạnh và giúp xác định điều gì làm cho các tế bào gốc ung thư khác biệt.
“Có một số lượng lớn các loại thuốc phân tử nhỏ với độ an toàn đã được chứng minh lâm sàng, nhưng quyết định loại ung thư nào và cụ thể hơn là loại thuốc nào phù hợp với bệnh nhân là một nhiệm vụ khó khăn,” Lars Steinmetz, Giáo sư tại Đại học Stanford, Trưởng nhóm tại EMBL Heidelberg và tác giả của bài báo chia sẻ. “Phương pháp của chúng tôi để xác định các thuốc trúng đích có thể chưa thử nghiệm được trong bối cảnh hiện thời. Các thử nghiệm này sẽ cần được thực hiện trong các nghiên cứu lâm sàng có kiểm soát, nhưng biết được những gì cần nghiên cứu là bước đầu tiên quan trọng.”
Phương pháp này dựa trên việc giải trình tự tế bào đơn, một kỹ thuật ngày càng phổ biến giúp các nhà nghiên cứu thu thập và giải thích thông tin toàn bộ bộ gen từ hàng nghìn tế bào riêng lẻ. Giải trình tự tế bào đơn cung cấp hồ sơ phân tử rất chi tiết của các mô phức tạp và ung thư, mở ra con đường mới cho nghiên cứu.
Giải thích về các bước tiếp theo của họ, Lars Velten cho biết: “Hiện nay, chúng tôi đã kết nối với các nhà nghiên cứu lâm sàng từ Đức và Tây Ban Nha để áp dụng phương pháp này trong các nghiên cứu lâm sàng lớn hơn nhiều. Chúng tôi cũng đang cố gắng làm cho phương pháp trở nên hợp lý hơn nhiều. Tầm nhìn của chúng tôi là xác định loại thuốc trúng đích đặc hiệu với tế bào gốc ung thư theo cách cá nhân hóa, giúp bệnh nhân và bác sĩ dễ dàng tìm kiếm các phương pháp điều trị này giống như việc thử nghiệm đối với coronavirus.”
Tài liệu tham khảo:
Lars Velten, Benjamin A. Story, Pablo Hernández-Malmierca, Simon Raffel, Daniel R. Leonce, Jennifer Milbank, Malte Paulsen, Aykut Demir, Chelsea Szu-Tu, Robert Frömel, Christoph Lutz, Daniel Nowak, Johann-Christoph Jann, Caroline Pabst, Tobias Boch, Wolf-Karsten Hofmann, Carsten Müller-Tidow, Andreas Trumpp, Simon Haas, Lars M. Steinmetz. Identification of leukemic and pre-leukemic stem cells by clonal tracking from single-cell transcriptomics. Nature Communications, 2021; 12 (1) DOI: 10.1038/s41467-021-21650-1
