Exosome RNA Research & Industry News , 19/02/2024
Ke Cheng, một Kỹ sư y sinh tại Đại học Columbia, đã phát triển kỹ thuật vận chuyển IL-12 mRNA trực tiếp đến phổi của chuột bằng cách hít trực tiếp exosome hoặc bong bóng nano.
Hình cho thấy exosome (màu xanh) mang IL-12 mRNA đến các tế bào ung thư phổi (màu nâu). Nguồn: Phòng thí nghiệm Cheng
Ung thư là một trong những loại ung thư phổ biến nhất và có tỷ lệ sống sót thấp nhất trên thế giới. Cytokine là một protein tín hiệu nhỏ như interleukin-12 (IL-12) đã được chứng minh có tiềm năng đáng kể được xem như một chất ức chế khối u mạnh mẽ. Tuy nhiên, việc sử dụng chúng bị hạn chế do gây nhiều tác dụng phụ nghiêm trọng.
Trong một bài báo được công bố trên tạp chí Nature Nanotechnology vào ngày 11 tháng 1, Giáo sư kỹ thuật y sinh Ko Cheng và nhóm nghiên cứu của ông đã chứng minh rằng việc sử dụng các bong bóng nano được gọi là exosome bằng phương pháp điều trị dạng hít trực tiếp vận chuyển RNA thông tin IL-12 (mRNA) đến phổi. mRNA là bản thiết kế để sản xuất các protein cụ thể tham gia vào nhiều chức năng tế bào. Mặc dù các nhà khoa học trước đây đã sử dụng liposome (các hạt mỡ nhỏ) hoặc các hạt nano lipid (LNPs) để cung cấp mRNA, nhưng phương pháp này có một số vấn đề, bao gồm thiếu khả năng dẫn mô, các hạt không đi đến các cơ quan đích và lo ngại về độc tính tiềm tàng sau khi tiếp xúc lâu dài. Trong 15 năm qua, nhóm của Cheng đã phát triển các exosome để sử dụng làm chất vận chuyển thuốc vượt trội so với liposome và LNP trong các chỉ định cụ thể.
Cách tiếp cận mới
Cho đến nay, các bác sĩ lâm sàng chỉ có thể sử dụng IL-12 để điều trị ung thư bằng cách tiêm trực tiếp vào khối u hoặc vào máu. Phòng thí nghiệm của Cheng phát hiện ra rằng việc cho bệnh nhân – trong trường hợp này là chuột – hít IL-12 mRNA trong exosome không chỉ có thể đưa IL-12 tập trung cục bộ vào phổi mà còn chống ung thư tốt hơn với ít tác dụng phụ nhất. Phương pháp hít vào hiệu quả hơn trong việc tạo ra nồng độ IL-12 cao hơn ở đúng nơi cần thiết so với các cách cung cấp mRNA khác như sử dụng liposome.
Cheng cho biết: “Exosome thường được tiêm vào hệ thống máu. Trong nghiên cứu mới này, chúng tôi chỉ ra rằng các exosome dạng hít có thể tiếp cận phổi một cách hiệu quả và cung cấp IL-12 mRNA, chất chống ung thư phổi. Đây là một bước tiến quan trọng trong việc thúc đẩy phát triển các loại thuốc hít mới để điều trị ung thư phổi, căn bệnh có tỷ lệ sống sót sau 5 năm thấp nhất trên thế giới.”
Biến tế bào miễn dịch thành đội quân bảo vệ mạnh mẽ
Hít các bong bóng nano biểu hiện IL-12 có thể kích hoạt các tế bào miễn dịch ở phổi, biến chúng thành những chất bảo vệ mạnh mẽ được trang bị để giải phóng các chất nhắm mục tiêu trực tiếp và tiêu diệt các tế bào khối u. Ngoài ra, IL-12 giúp huấn luyện các tế bào miễn dịch này “ghi nhớ” những đặc điểm độc đáo của tế bào khối u. Kết quả là, nếu khối u cố gắng tấn công lần nữa, các tế bào miễn dịch có đầy đủ thông tin này sẽ sẵn sàng nhận biết và loại bỏ khối u nhanh chóng. Ngoài ra, các tế bào miễn dịch đã được huấn luyện có thể truyền thông tin nhận biết các khối u của chúng đến các tế bào miễn dịch chưa được huấn luyện khác khắp cơ thể, tạo ra một đội quân phòng thủ. Điều này có nghĩa là ngay cả khi các tế bào khối u cố gắng lan rộng ra ngoài vị trí ban đầu của chúng, như phổi, thì các tế bào miễn dịch đã được chuẩn bị sẵn này vẫn có thể phát hiện và tiêu diệt chúng, tạo ra một hệ thống phòng thủ toàn cơ thể chống lại ung thư. Những con chuột hít liệu pháp này đã chứng minh khả năng ức chế khối u ở phổi cũng như tăng cường sức đề kháng chống lại sự tái phát của khối u.
Hiệu quả kết hợp với sự đơn giản
Các nhà khoa học cho biết, chiến lược này nổi bật như một hệ thống phân phối IL-12 mRNA mạnh mẽ đến vi môi trường phổi và kết hợp sự đơn giản với hiệu quả chống lại các khối u nguyên phát và di căn. So với các biện pháp kiểm soát hạt nano khác, exosome tăng cường biểu hiện IL-12 với giảm nhẹ độc tính. Và bệnh nhân có thể sẽ hạnh phúc hơn nhiều khi chỉ cần hít thuốc điều trị thay vì tiêm thuốc vào trong khối u. Các bước tiếp theo, nhóm của Cheng hiện đang làm việc với các bác sĩ chuyên khoa ung thư của Trung tâm Y tế Irving thuộc Đại học Columbia để chuyển kết quả của họ vào phòng khám nhằm mang lại lợi ích cho bệnh nhân ung thư phổi.
Tài liệu tham khảo
Liu, M., Hu, S., Yan, N., Popowski, K. D., & Cheng, K. (2024). Inhalable extracellular vesicle delivery of IL-12 mRNA to treat lung cancer and promote systemic immunity. Nature Nanotechnology, 1-11.
Nguồn: Exosome RNA Research & Industry News
