Triển vọng hồi sinh tế bào T bị kiệt sức khi chiến đấu với vi trùng và ung thư

Cũng giống như đối với những người chạy marathon đã hoàn thành đường chạy 26 dặm, hoặc những bụi cây không có nước trong một đợt nắng nóng dài thì tình trạng kiệt sức là điều không thể tránh khỏi trong cuộc sống. Hình ảnh những chú chó bị mệt lử sau khi chăn đàn cừu; những chú chim dã mỏi cánh trở về tổ sau một ngày bay lượn tìm mồi và hót ca… cũng tương tự như đối với tế bào T, được coi như những con ngựa chiến của hệ thống miễn dịch, chúng cũng bị kiệt sức.

Mô tả về tế bào T. Nguồn: NIAID

Trong khi nhiều nhóm nghiên cứu chuyển sự chú ý của họ đến hiện tượng bất thường đó là các tế bào T quá mệt mỏi để thực hiện nhiệm vụ, một nhóm các nhà điều tra quốc tế cũng đã biết được khả năng đảo ngược tình trạng kiệt sức này. Mục tiêu là hồi sinh các tế bào T chiến binh bị vi trùng, tế bào khối u đánh bại, gây kiệt sức chiến đấu.

Sự kiệt sức của tế bào T liên quan đến sự rối loạn chức năng của chúng, gây ra bởi sự kích thích kháng nguyên mãn tính. Kháng nguyên là các protein bắt nguồn từ các tác nhân lây nhiễm hoặc tế bào khối u, dễ bị các tế bào T khỏe mạnh nhận diện và xem là vật lạ, nguy hiểm. Các kháng nguyên sẽ khiến tế bào T nỗ lực hết mình tạo ra phản ứng miễn dịch loại bỏ chúng.

Việc nỗ lực tạo ra một phản ứng mạnh mẽ và liên tục có thể khiến nó bị mất khả năng chiến đấu, thậm chí nguy kịch. Tế bào T phản ứng với các kháng nguyên lạ thông qua các thụ thể của chúng, các thụ thể của tế bào T, hay đơn giản là TCR. Các thụ thể này nhận biết và phản ứng với kháng nguyên thông qua khả năng truyền tín hiệu mạnh mẽ. Nhưng sự kích thích quá mức của kháng nguyên đối với các TCR, như thường gặp ở các bệnh nhiễm trùng dai dẳng lớn, có thể phá hỏng tín hiệu tế bào T và làm kiệt quệ khả năng phản ứng hiệu quả của các TCR đối với các mối đe dọa.

Trong một cuộc điều tra chung với sự tham gia của các nhà khoa học đến từ Hoa Kỳ và Nhật Bản, các nhà nghiên cứu đã xem xét sâu hơn về sự cạn kiệt của tế bào T để tìm hiểu lý do và thời điểm xảy ra. Ngoài ra, họ đã xác định được một loại protein quan trọng được nhúng trong bề mặt tế bào T, một loại protein xuyên màng đóng vai trò là dấu hiệu của sự cạn kiệt tế bào T. Các nhà khoa học phát hiện ra rằng trong tình trạng suy kiệt lan rộng, protein xuyên màng, có tên là Tim-3, biểu thị sự kiệt sức của tế bào T.

Sự hiện diện của protein xuyên màng này là bằng chứng mạnh mẽ cho thấy việc tiếp xúc kháng nguyên liên tục và áp đảo dẫn đến cạn kiệt tín hiệu TCR, thậm chí tiêt diệt số lượng lớn tế bào T. Những chiến binh này có thể trở nên kiệt sức dưới áp lực liên tục khi chiến đấu với kẻ xâm lược không thể dễ gì hạ gục được.

Tiến sĩ Lawrence P. Kane và Shunsuke Kataoka, tác giả của một nghiên cứu về sự cạn kiệt tế bào T trên tạp chí Science Signaling, cho biết: “Thụ thể xuyên màng Tim-3 gia tăng nhiều trên các tế bào T bị kiệt sức được cho là nguyên nhân gây ức chế sự hoạt hóa của tế bào T và thụ thể này đang được coi là mục tiêu điều trị để phục hồi các phản ứng kháng u của tế bào T”.

Hai nhà nghiên cứu, gồm Lane - nhà nghiên cứu tại Đại học Pittsburgh và Kataoka - nghiên cứu sinh và là nhân viên của Tập đoàn Dược phẩm Asahi Kasei ở Shizuoka, Nhật Bản, đã làm việc với một nhóm đa ngành tại Đại học Pittsburgh và phát hiện ra rằng Tim-3 không chỉ đóng vai trò là dấu hiệu cho thấy sự kiệt sức của tế bào T mà còn kích thích một số tế bào T kiệt sức tiếp tục phát tín hiệu.

Sử dụng các kỹ thuật hình ảnh khác nhau, nhóm nghiên cứu quốc tế đã chứng minh rằng Tim-3 được “gắn” vào các khớp thần kinh miễn dịch của tế bào T, các điểm tiếp xúc quan trọng giữa tế bào T và tế bào trình diện kháng nguyên, chẳng hạn như vị trí tiếp xúc với tế bào đuôi gai.

Do ảnh hưởng của Tim-3, tín hiệu tăng cường có thể lại tiếp tục mà không gặp cản trở gì đối với một số TCR. Mặc dù được tiếp tục tăng cường, nhưng dường như nó vẫn chưa đủ khả năng để phục hồi đội quân tế bào T đang bị kiệt sức chiến đấu. Tuy nhiên, hiện tại các nhà khoa họ đã hiểu được cách thức một số tế bào T hồi sinh, về mặt lý thuyết, có thể can thiệp bằng một loại dược phẩm tăng cường.

Các cuộc điều tra về sự cạn kiệt tế bào T không phải là nỗ lực nghiên cứu mới. Một số nghiên cứu đã có niên đại gần 30 năm. Một nghiên cứu trên động vật từ năm 1993 đã kiểm tra sự tồn tại của virus ở những con chuột bị nhiễm bệnh nặng, có khả năng miễn dịch. Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng sự tồn tại của virus đã dẫn đến sự cạn kiệt của các tế bào T tác động gây độc tế bào kháng virus.

Các nhà miễn dịch học mặc dù lần đầu tiên mô tả sự cạn kiệt tế bào T xảy ra khi nó phản ứng với nhiễm virus mãn tính, nhưng họ nhận thấy phản ứng mạnh mẽ của tế bào T đối với bệnh ung thư cũng có thể dẫn đến rối loạn điều hòa TCR.

Tình trạng kiệt sức đã được ghi nhận rõ ràng trong các quần thể tế bào T. Một số lượng lớn nghiên cứu đã được dành cho các tế bào T CD8+, đặc biệt là quần thể con được gọi là tế bào T gây độc tế bào, rất quan trọng trong việc tiêu diệt các tế bào ung thư hoặc bị nhiễm virus. Tế bào T CD4+ cũng đã được chứng minh là phát triển chức năng không đáp ứng sau nhiễm trùng mãn tính.

Chính hành động chiến đấu với những kẻ xâm nhập lâu dài có thể hủy hoại sức mạnh của tế bào T. Điều này đặc biệt đúng khi các tế bào T bị bắt giữ lại trong trận chiến chống lại các bệnh truyền nhiễm đáng lo ngại đối với sức khỏe cộng đồng: Viêm gan B và C, hoặc HIV, vi rút suy giảm miễn dịch ở người.

Ngoài nghiên cứu của Lane, Kataoka và nhóm nghiên cứu tại Đại học Pittsburgh, hai nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Immunology gần đây đã đi sâu vào các nguyên nhân có thể gây kiệt sức T và đề xuất các cách có thể để đảo ngược nó. Và trong khi Lane và Kataoka, gợi ý rằng các tế bào T tái sinh có thể khởi động lại các phản ứng chống khối u, một nhóm nghiên cứu tại Bệnh viện Đa khoa Massachusetts ở Boston, đã xem xét khả năng trẻ hóa các tế bào T bị tổn thương do sự tồn tại của bệnh virus.

Tiến sĩ Georg M. Lauer của Massachusetts General đã khởi động một nghiên cứu điều tra sự “mệt mỏi” của tế bào T do nhiễm trùng viêm gan C. Sau khi các bệnh nhân trong nghiên cứu của ông được điều trị và chữa khỏi, Lauer và các đồng nghiệp phát hiện ra rằng các tế bào T chống chọi với bệnh tật bị kiệt quệ đã biến đổi theo cách khiến chúng giống với các tế bào T trí nhớ, cho thấy liệu pháp kháng vi-rút có khả năng đóng một vai trò nào đó trong việc biến đổi tế bào T. Tuy nhiên, các tế bào này không hoạt động tốt như các tế bào T trí nhớ “gốc”, nghiên cứu cho thấy. Lauer nói trong một tuyên bố rằng “một nghiên cứu hời hợt có thể được hiểu là có thể phục hồi thực sự, trong khi trên thực tế, các thông số chính xác định hiệu quả của tế bào T không thay đổi”. Ông nói thêm rằng thời gian dùng thuốc khác nhau có thể có tác động mạnh hơn đến việc đào thải tế bào T. “Chúng tôi hiện đang nghiên cứu xem việc điều trị HCV bằng liệu pháp kháng vi-rút tác dụng trực tiếp trong giai đoạn nhiễm trùng cấp tính, thay vì nhiều năm sau đó, có dẫn đến sự biệt hóa hoàn toàn trong bộ nhớ của các tế bào T. Nếu đúng, điều này có thể cho thấy một cơ hội ngắn bảo vệ chức năng của tế bào T trong giai đoạn sớm nhiễm trùng mãn tính”, ông nói.

Lane và Kataoka bị tập trung mạnh vào sự gia tăng mạnh của Tim-3 như một dấu ấn sinh học trên các tế bào T đang cạn kiệt mà họ coi là mục tiêu điều trị tiềm năng. Họ cho biết, về mặt lý thuyết, bằng cách nhắm mục tiêu vào khả năng khởi động lại tín hiệu của Tim-3, các tế bào T có thể tiếp tục hoạt động chống lại khối u.

P.T.T (NASATI), theo https://medicalxpress.com/news/2021-07-fatigue-cells-exhaustion-cancer-viruses.html, 29/7/2021