News Medical & Life Sciences, 22/11/2023
Được phỏng vấn bởi Lily Ramsey, LLM
Trong một bài báo gần đây đăng trên Tạp chí Molecules , các nhà nghiên cứu thảo luận về việc sử dụng virus oncolytic (OV) kết hợp với vật liệu nano như một phương pháp mới để điều trị ung thư. Việc sử dụng kết hợp chúng có khả năng khắc phục những hạn chế khi sử dụng riêng lẻ, chẳng hạn như các tác dụng phụ của OV và khả năng tiêu diệt khối u chưa triệt để của các loại thuốc nano.
Ngoài ra, họ còn tìm hiểu về cơ chế hoạt động, ứng dụng của OV kết hợp với vật liệu nano và tóm tắt những tiến bộ khoa học để dự đoán xu hướng tương lai trong lĩnh vực nghiên cứu quan trọng này.
Tổng quan
Hiện nay, mặc dù có nhiều sự tiến bộ trong chẩn đoán và điều trị ung thư, nhưng vẫn chưa đạt được hiệu quả cao đi kèm với đó là các tác dụng phụ gây ra nhiều khó khăn trong điều trị bệnh ung thư
Ví dụ, liệu pháp gen sử dụng vec- tơ virus như adenovirus và lentivirus, giúp đưa thành công các gen điều trị nhắm vào các tế bào ung thư mục tiêu. Tuy nhiên, hiệu quả của chúng ở một số khối u vẫn còn hạn chế. Ngoài ra, chúng còn tiềm ẩn rất nhiều rủi ro, chẳng hạn như đột biến ngoài mục tiêu, có thể gây ra phản ứng miễn dịch không mong muốn
Virus oncolytic và tác dụng chữa bệnh của chúng
Vi môi trường khối u (TME) trốn tránh sự giám sát của hệ thống miến dịch, từ đó tạo điều kiện cho ung thư phát triển và di căn. Một trong những cơ chế của các tế bào ung thư liên quan đến việc tiết ra các chất ức chế miễn dịch, chẳng hạn như yếu tố tăng trưởng khối u – beta (TGF-β) và interleukin-10 (IL-10), chúng ức chế trực tiếp hoạt động của tế bào miễn dịch.
Các tế bào khối u cũng có thể tuyển chọn các tế bào ức chế miễn dịch khác, chẳng hạn như tế bào ức chế có nguồn gốc từ myeloid (MDSC) và tế bào T điều hòa (Tregs), ngăn chặn các tế bào miễn dịch tấn công khối u.
OV vượt qua môi trường ức chế miễn dịch này thông qua hai con đường. Đầu tiên, chúng lây nhiễm có chọn lọc và ly giải các tế bào khối u (ly giải trực tiếp), gây ra hiện tượng apoptosis của tế bào khối u. Thứ hai, OV có thể thực hiện liệu pháp gen. Ví dụ, các OV mang gen yếu tố kích thích bạch cầu hạt – đại thực bào (GM-CSF) lây nhiễm đồng thời nhiều tế bào khối u, sau đó chúng biểu hiện gen này và chiêu mộ các tế bào đuôi gai (DC) và đại thực bào, cuối cùng phá hủy các tế bào khối u được đánh dấu bằng kháng thể – xâm nhập.
Khi OV được sử dụng song song với xạ trị, cả hai đều tăng cường hiệu quả điều trị của nhau. Xạ trị làm giảm tác dụng ức chế miễn dịch của tế bào khối u, do đó nhiều OV có thể lây nhiễm vào tế bào khối u hơn.
Sự xâm nhập này gây ra hiện tượng apoptosis trong tế bào khối u, tạo điều kiện cho các tác nhân hóa trị liệu vô tuyến xâm nhập sâu hơn vào khối u, do đó làm tăng hiệu quả của chúng. Ngoài ra, OV tăng cường phản ứng miễn dịch chống khối u và với liệu pháp xạ trị, chúng giúp khắc phục tình trạng kháng thuốc của khối u đối với điều trị.
Một ví dụ đáng chú ý về sự kết hợp của OV và xạ trị là việc sử dụng kết hợp Virus Herpes Simplex (HSV) và Temozolomide (TMZ) – tác nhân hóa trị liệu phóng xạ, trong một nghiên cứu của Fan và cộng sự.
Họ đã chỉ ra rằng phương pháp điều trị này làm giảm khả năng sống của các tế bào ung thư vú, bắt giữ chu kỳ tế bào, gây ra hiện tượng apoptosis của tế bào khối u và làm nổi bật phản ứng phá hủy DNA in vitro
Tương tự, khi kết hợp với liệu pháp điểm kiểm soát miễn dịch, ví dụ như liệu pháp kháng chết tế bào theo chương trình 1 (PD1)/Lối chết tế bào theo chương trình 1 (PD-L1), OV chuyển đổi khối u ‘lạnh’ thành ‘nóng’, nhạy cảm hơn với liệu pháp ức chế điểm kiểm soát miễn dịch.
Sự đổi mới của Liệu pháp tế bào miễn dịch (ACT) nằm ở việc cung cấp cho bệnh nhân ung thư các tế bào miễn dịch khổng lồ dành riêng cho khối u để giúp loại bỏ các tế bào ung thư còn sót lại. Các nghiên cứu tiền lâm sàng đã chỉ ra rằng OV chứa ACT có tiềm năng lớn trong nhiều loại ung thư.
Ví dụ, Huang đã đánh giá hiệu quả in vitro và in vivo của OAd-IL7 và B7H3-CAR-T riêng biệt và kết hợp với u nguyên bào thần kinh đệm. Ở chuột, phương pháp điều trị này kéo dài thời gian sống sót và giảm gánh nặng của căn bệnh.
Các mô hình động vật cũng cho thấy tính bền vững và hiệu quả của việc sử dụng virus mang hạt nano sinh học làm phương pháp điều trị ung thư. Ví dụ, vắc – xin Human Papillomavirus (HPV) là một loại virus miễn dịch được sử dụng rộng rãi để ngăn ngừa ung thư cổ tử cung. Tương tự, các hạt giống như vi-rút (VLP) là một dạng tương tự thay thế an toàn hơn virus miễn dịch. Một nghiên cứu của Nooraei và cộng sự cho thấy VLP cũng có thể đóng vai trò là chất mang nano thuốc.
Liệu pháp kết hợp OV và vật liệu nano
Các phương pháp tiền xử lý hạt nano nâng cao hiệu quả của liệu pháp OV. Các kỹ thuật sửa đổi phối tử nhắm mục tiêu cải thiện tính chọn lọc bề mặt và khả năng lây nhiễm của OV.
Một số ví dụ, PEG (PEGylation) được sửa đổi, làm giảm khả năng hệ thống miễn dịch của vật chủ nhận ra virus.
Tương tự, việc đóng gói Oncolytic Adenovirus (OAds) biểu hiện phối tử gây ra chết tế bào theo chương trình liên quan đến TNF (TRAIL) trong gelatin hydrogel sẽ kéo dài hoạt động chống khối u của OV.
Hơn thế nữa, việc kết hợp các hạt nano axit ursolic (UA-NP) giúp tăng cường khả năng gây độc tế bào theo chương trình của virus sởi oncolytic (MV) chống lại các tế bào ung thư vú. Một ví dụ về hạt nano từ tính, một lĩnh vực đang phát triển khác trong liệu pháp điều trị ung thư, là hạt nano oxit sắt từ tính (MION) được phủ PEG bao bọc OAds.
Những chiến lược này đang được tối ưu hóa liên tục, tuy nhiên có rất ít nghiên cứu về ứng dụng OV trong điều trị ung thư.
Vật mang nano sinh học là hệ thống phân phối đóng gói thuốc, gen và liệu pháp miễn dịch vào vật mang có kích thước nano. Một số ví dụ là liposome [CCL2 và polyethylene glycol (PEG)] và các hạt nano polyme bao bọc OV, giúp tăng cường tính ổn định của chúng và thúc đẩy sự khuếch tán và giải phóng của chúng.
Các liposome chứa CCL2 được chuẩn bị trong phòng thí nghiệm làm cho các khối u có khả năng kháng miễn dịch thấp đã cho thấy hiệu quả ở chuột.
Các hạt đóng gói OAds, một phương pháp trị liệu miễn dịch mới giúp tăng cường sự xâm nhập và kích hoạt của bạch cầu đơn nhân trong các mô khối u, đáp ứng miễn dịch chống khối u và ức chế sự phát triển của khối u.
Tương tự như vậy, tế bào gốc trung mô (MSC) là phương tiện vận chuyển đầy hứa hẹn vận chuyển OV trực tiếp đến các vị trí khối u. Ngoài ra, các protein bám dính bề mặt của chúng có thể liên kết với các hạt nano, che giấu chúng một cách hiệu quả, tối ưu hóa việc giải phóng OV.
Hơn nữa, các túi ngoại bào có nguồn gốc từ MSC (MSC-EV) có thể giúp điều trị các bệnh về tim, gan và thần kinh. Chúng cũng là giải pháp thay thế an toàn hơn, ổn định hơn cho MSC trong việc cung cấp thuốc chống ung thư.
Kết luận
Tóm lại, liệu pháp virus bằng vật liệu nano là sự kết hợp có tiềm năng đặc biệt tạo nên một cuộc cách mạng hóa các liệu pháp điều trị ung thư hiện đang được sử dụng.
Nghiên cứu trong tương lai nên tập trung vào việc nâng cao độ chính xác trong việc nhắm mục tiêu khối u, đòi hỏi những tiến bộ trong OV và phát triển thiết kế vật liệu nano, đồng thời giúp hiện thực hóa giấc mơ về liệu pháp điều trị ung thư chính xác trong tương lai.
Việc tăng khả năng mang thuốc của vật liệu nano có thể giúp cải thiện kết quả điều trị của các liệu pháp điều trị ung thư mà không cần tăng liều lượng. Tuy nhiên, việc giải quyết các phản ứng miễn dịch đối với các phương pháp điều trị này là rất quan trọng.
Một số chất mang vô cơ, chẳng hạn như OV khoáng hóa sinh học canxi-photphat, tăng cường tính ổn định và hoạt động trị liệu của chúng, đồng thời bổ sung các hạt nano oxit sắt từ tính (FeO) vào chúng để giúp nhắm mục tiêu các tế bào ung thư xương ở người.
Nam châm nano có nguồn gốc từ vi khuẩn là một phương pháp cải tiến khác tạo điều kiện thuận lợi cho OV xâm nhập vào các mô khối u dưới tác động của từ trường bên ngoài, từ đó nâng cao hiệu quả điều trị của nó.
Tạp chí tham khảo
- Li, H., Zhu, Y., Wang, X., Feng, Y., Qian, Y., Ma, Q., Li, X., Chen, Y., & Chen, K. (2023). Joining Forces: The Combined Application of Therapeutic Viruses and Nanomaterials in Cancer Therapy. Molecules, 28(22), 7679. doi: https://doi.org/10.3390/molecules28227679. https://www.mdpi.com/1420-3049/28/22/7679
Nguồn: News Medical & Life Sciences
