Atlantis Bioscience ,12/03/2024
Tế bào gốc trung mô (Mesenchymal Stem Cell – MSC) đóng vai trò quan trọng trong việc khôi phục cân bằng nội mô bằng cách kích thích quá trình sửa chữa sau chấn thương và điều hòa phản ứng miễn dịch của người nhận. MSC di chuyển đến các mô bị tổn thương, chấn thương hoặc vị trí viêm để phản ứng với các phân tử hấp dẫn hóa học do các tế bào viêm giải phóng. Tương tự như vậy, môi trường khối u bao gồm một số lượng lớn các tế bào miễn dịch, cùng với các tế bào khối u, chúng tiết ra các yếu tố hòa tan thu hút MSC. Sau khi tích lũy tại các vị trí hình thành và phát triển khối u, MSC trở thành một phần của mô đệm khối u, bằng cách biệt hóa thành các tế bào nền như các nguyên bào sợi liên quan đến ung thư.
Điều quan trọng cần lưu ý là vai trò chính xác của MSC đối với khối u có thể khác nhau tùy thuộc vào loại khối u, giai đoạn phát triển khối u và các yếu tố khác. Trong khi một số nghiên cứu cho thấy vai trò thúc đẩy khối u của MSC thì những nghiên cứu khác lại chỉ ra tác dụng chống ung thư tiềm tàng. Bản chất kép của MSC trong môi trường vi mô khối u nhấn mạnh sự phức tạp trong tương tác của chúng với các tế bào ung thư và các mô xung quanh.
Khám phá tiềm năng của MSC: Chiến lược điều trị chính xác ung thư
Mặc dù đã có các báo cáo về đặc tính thúc đẩy khối u, nhưng MSC cũng cung cấp các đặc tính độc đáo về ứng dụng trong điều trị ung thư:
- Tính hướng khối u
Các MSC có thể di chuyển đến vị trí khối u, đây gọi là tính hướng của khối u. Đặc tính này có thể được sử dụng để nhắm mục tiêu các tác nhân điều trị đến khối u. Các nhà nghiên cứu đang khám phá cách để nạp vào MSC các loại thuốc chống ung thư, virus diệt ung thư hoặc các tải trọng điều trị khác, cho phép điều trị cục bộ và chính xác hơn
- Điều hòa miễn dịch
MSC có đặc tính điều hòa miễn dịch, có thể được khai thác để điều hòa phản ứng miễn dịch trong vi môi trường khối u. Đặc tính này đang được nghiên cứu về tiềm năng của nó trong các phương pháp trị liệu miễn dịch. MSC có thể được thiết kế để tăng cường tác dụng ức chế miễn dịch của chúng, thúc đẩy một môi trường ít hỗ trợ cho sự phát triển của khối u.
- Tính sinh miễn dịch thấp
MSC có đặc tính đáng chú ý là khả năng sinh miễn dịch thấp, do thiếu biểu hiện phân tử đồng kích thích. Tính năng này giúp loại bỏ sự cần thiết phải ức chế miễn dịch trong quá trình cấy ghép đồng loại.
- Sữa chữa và tái tạo mô
MSC có thể biệt hóa thành nhiều loại tế bào khác nhau, bao gồm các tế bào liên quan đến việc sửa chữa và tái tạo mô. Tiềm năng tái tạo này đang được khám phá trong điều trị ung thư, đặc biệt là trong việc giải quyết các tổn thương mô do các phương pháp điều trị ung thư như xạ trị và hóa trị.
- Điều hòa vi môi trường khối u
MSC có thể ảnh hưởng đến vi môi trường khối u thông qua việc tiết ra nhiều yếu tố khác nhau. Mặc dù điều này có tác dụng kích thích khối u, nhưng nó cũng đang được nghiên cứu như một phương tiện tiềm năng để sửa chữa vi môi trường khối u để khiến nó trở nên khắc nghiệt hơn cho sự phát triển của ung thư.
Những phương pháp sử dụng MSC vận chuyển thuốc
Với những đặc điểm trên, MSC là phương tiện lý tưởng để vận chuyển các tác nhân chống ung thư như thuốc hóa trị, hạt nano và liệu pháp gen. Dưới đây là một số phương pháp sử dụng MSC làm phương tiện vận chuyển trong liệu pháp điều trị ung thư:
Kích hoạt MSC với thuốc chống ung thư
MSC có thể dễ dàng được kích hoạt bằng thuốc chống ung thư vì chúng có khả năng kháng thuốc ức chế tế bào và thuốc gây độc tế bào. MSC có thể hấp thụ hiệu quả các loại thuốc hóa trị như doxorubicin (DOXO), paclitaxel (PTX) và gemcitabine (GEM), sau đó giải phóng chúng chậm và nhắm vào tế bào đích.
Nhiều nghiên cứu đã khám phá tiềm năng của MSC được kích thích trong việc phát huy tác dụng chống ung thư đối với các loại ung thư khác nhau, bao gồm cả tế bào u tủy và bệnh bạch cầu. Ngoài việc vận chuyển thuốc trực tiếp, MSC còn có thể đóng vai trò là vật vận chuyển hiệu quả cho các hạt nano chứa thuốc (NP) đến các vị trí mục tiêu cụ thể. Ban đầu, NP được thiết kế để tăng cường độ ổn định của thuốc, chúng phải đối mặt với những thách thức như sinh miễn dịch và phân phối không đồng đều trong khối u khi sử dụng một mình. Vì vậy, việc tận dụng MSC làm phương tiện vận chuyển cho các NP chứa thuốc sẽ giải quyết những vấn đề này, mở ra một con đường mới trong việc thúc đẩy liệu pháp điều trị ung thư có mục tiêu.
MSC biến đổi gen
MSC là một nền tảng đa chức năng để thúc đẩy các liệu pháp nhắm mục tiêu ung thư thông qua biến đổi gen, cho phép các gen cụ thể liên kết với các tế bào này. Một ứng dụng đáng chú ý liên quan đến việc gửi các gen tự chết đến MSC, mã hóa các enzyme như thymidine kinase và cytosine deaminase. Các enzyme này thúc đẩy chuyển đổi các tiền chất không độc hại như ganciclovir và 5-fluorocytosine thành các dẫn xuất hoạt động. Sau khi tiêm vào cơ thể, các MSC được thiết kế sẽ được truyền vào tĩnh mạch, hướng vào khối u một cách có chọn lọc. Bên trong các mô khối u, chúng chuyển đổi các tiền chất trơ thành các chất chuyển hóa gây độc tế bào, giảm thiểu độc tính ngoài mục tiêu.
Việc biến đổi gen của MSC còn vượt ra ngoài việc cung cấp gen tự chết. Nó cho phép sản xuất các phân tử trị liệu khác nhau, bao gồm interferon (ví dụ IFNα, IFNβ), tác nhân gây apoptotic (ví dụ TRAIL), interleukin gây viêm (IL-2), gen ức chế khối u (ví dụ PTEN), chống tạo mạch các phân tử (ví dụ: Alpha-1 antitrypsin, NK4, VEGFR1) và các protein chống khối u khác (ví dụ: TNF-α, HNF4-α). Những protein này có thể tác động trực tiếp lên tế bào khối u, gây ra hiện tượng chết tế bào theo chương trình (apotosis) và tăng cường phản ứng viêm của bệnh nhân thông qua tương tác với bạch cầu xâm nhập khối u.
MSC là một chất mang virus diệt ung thư
Các virus diệt ung thư (oncolytic virus) đại diên cho một phương pháp đột phá trong liệu pháp điều trị khối u nhằm mục đích lây nhiễm có chọn lọc và loại bỏ các tế bào ung thư. Phương pháp đổi mới này liên quan đến việc virus sao chép và tiêu diệt các tế bào khối u trong khi vẫn không gây hại đến các tế bào bình thường. Ngoài ra, virus diệt ung thư kích thích phản ứng miễn dịch chống ung thư của vật chủ để góp phần loại bỏ các khối u còn sót lại.
Một số loại virus như adenovirus, reovirus, virus sởi, virus herpes simplex, virus gây bệnh Newcastle và virus vaccinia, đã qua thử nghiệm lâm sàng dưới dạng tác nhân gây ung thư tiềm năng. Mặc dù có tiềm năng đầy hứa hẹn, nhưng virus diệt ung thư thường được hệ thống miễn dịch của vật chủ nhận biết và tiêu diệt trước khi đến được vị trí khối u. Để giải quyết thách thức này, MSC nổi lên như những chất mang có giá trị đối với các loại virus diệt ung thư. Bằng cách sử dụng MSC làm chất mang, khả năng tồn tại của virus diệt ung thư có thể được kéo dài và việc phân phối mục tiêu của chúng đến vị trí dự định có thể được tối ưu hóa.
Các túi ngoại bào có nguồn gốc từ MSC
Các túi ngoại bào (EV) là các hạt nhỏ gắn màng được tế bào giải phóng vào không gian ngoại bào, đóng một vai trò quan trọng trong giao tiếp giữa các tế bào bằng cách vận chuyển các phân tử hoạt tính sinh học như protein, axit nucleic và lipid giữa các tế bào. Nhận thấy tiềm năng điều trị của những chất mang tự nhiên này, các nhà nghiên cứu đang ngày càng khám phá các EV có nguồn gốc từ MSC như một phương tiện mang các tác nhân chống ung thư. Những ưu điểm khác biệt của EV có nguồn gốc từ MSC trong điều trị ung thư như tính hướng khối u mạnh, khả năng sinh miễn dịch thấp, độ ổn định cao và khả năng biến đổi gen để có phản ứng nhắm mục tiêu hơn. Có nhiều nghiên cứu khác nhau về việc khai thác EV có nguồn gốc từ MSC để phân phối thuốc chống ung thư. Một cách tiếp cận liên quan đến việc sử dụng EV từ MSC bản địa, mang các phân tử sinh học có khả năng ảnh hưởng đến sự tăng sinh, di cư và xâm lấn của tế bào khối u. Ngoài ra, các tế bào MSC có thể được mồi bằng thuốc hoặc các phân tử điều hòa miễn dịch và việc giải phóng EV sau đó sẽ đưa các tác nhân hoạt động đến vị trí khối u một cách hiệu quả. Việc biến đổi gen của MSC cung cấp một con đường khác, cho phép chúng mang vật liệu di truyền như RNA can thiệp nhỏ (siRNA), microRNA hoặc biểu hiện các phân tử chống ung thư như TRAIL, có thể được tiết ra bởi EV có nguồn gốc từ MSC. Ngoài ra, EV có thể được tách ra khỏi MSC và nạp thuốc hoặc hàng hóa sinh học thông qua các phương pháp như khuếch tán đơn giản hoặc điện di.
Các phương pháp điều trị ung thư bằng MSC
Điều quan trọng cần lưu ý là việc sử dụng MSC trong điều trị ung thư là một lĩnh vực đang phát triển nhanh chóng và sự cân bằng giữa lợi ích và rủi ro tiềm ẩn của chúng là vấn đề đang được nghiên cứu mạnh mẽ. Các nhà khoa học đang nỗ lực để hiểu rõ hơn về sự phức tạp của tương tác giữa MSC với các khối u và vi môi trường xung quanh nhằm tối ưu hóa việc sử dụng chúng cho mục đích điều trị. Các phương pháp như kỹ thuật di truyền và biến đổi MSC đang được khám phá để nâng cao tính an toàn và hiệu quả của chúng trong điều trị ung thư. Các thử nghiệm lâm sàng đang được tiến hành để đánh giá tính khả thi và hiệu quả của các phương pháp dựa trên MSC trong các loại ung thư khác nhau.
Tài liệu tham khảo
Chulpanova DS, Kitaeva KV, Tazetdinova LG, James V, Rizvanov AA, Solovyeva VV. Application of Mesenchymal Stem Cells for Therapeutic Agent Delivery in Anti-tumor Treatment. Front Pharmacol. 2018;9:259. Published 2018 Mar 20. doi:10.3389/fphar.2018.00259
Ghasemi Darestani N, Gilmanova AI, Al-Gazally ME, et al. Mesenchymal stem cell-released oncolytic virus: an innovative strategy for cancer treatment. Cell Commun Signal. 2023;21(1):43. Published 2023 Feb 24. doi:10.1186/s12964-022-01012-0
Golinelli G, Mastrolia I, Aramini B, et al. Arming Mesenchymal Stromal/Stem Cells Against Cancer: Has the Time Come?. Front Pharmacol. 2020;11:529921. Published 2020 Sep 29. doi:10.3389/fphar.2020.529921
Lan T, Luo M, Wei X. Mesenchymal stem/stromal cells in cancer therapy. J Hematol Oncol. 2021;14(1):195. Published 2021 Nov 17. doi:10.1186/s13045-021-01208-w
Vicinanza C, Lombardi E, Da Ros F, Marangon M, Durante C, Mazzucato M, Agostini F. Modified mesenchymal stem cells in cancer therapy: A smart weapon requiring upgrades for wider clinical applications. World J Stem Cells. 2022 Jan 26;14(1):54-75. doi: 10.4252/wjsc.v14.i1.54.
Nguồn: Atlantis Bioscience
