Công nghệ nano mới đem lại hy vọng điều trị cá nhân hóa ung thư

Một trong những thách thức trong việc phát triển các phương pháp điều trị ung thư hướng đích là tính không đồng nhất của chính các tế bào ung thư. Sự biến đổi này khiến hệ thống miễn dịch khó nhận biết, phản ứng và chủ động chống lại khối u.

Một nghiên cứu mới, công bố vào ngày 2 tháng 10 năm 2020 trên tạp chí Science Advances, biểu diễn cách tiếp cận “tấn công kép”, vừa tiêu diệt khối u tại chỗ, vừa giúp cơ thể nhận biết và tạo ra phản ứng miễn dịch mạnh chống lại tế bào ung thư. Các nhà nghiên cứu sử dụng các khung hữu cơ kim loại tích điện có kích thước nano, đã được chiếu xạ tia X, để tạo ra các gốc tự do tiêu diệt trực tiếp tế bào ung thư. Đồng thời, họ sử dụng các khung hữu cơ kim loại này để đưa các phân tử tạo tín hiệu miễn dịch được gọi là PAMP vào cơ thể - có tác dụng kích hoạt phản ứng miễn dịch chống lại các tế bào khối u. Bằng cách kết hợp hai cách tiếp cận này thành một "vắc xin" dễ sử dụng, công nghệ mới này có thể là chìa khóa để điều trị các bệnh ung thư khó.

Khung kim loại-hữu cơ kích thước nano, còn gọi là nMOF - cấu trúc có kích thước nano và hình dạng mạng tinh thể có khả năng xâm nhập vào các khối u. Với cấu trúc giống như mạng tinh thể, nMOFs trở thành chất vận chuyển lý tưởng để đưa thuốc chống ung thư trực tiếp đến các khối u. Tuy nhiên, cho đến nay, thách thức là làm thế nào để kích hoạt các phản ứng miễn dịch và thích ứng của cơ thể để loại bỏ các khối u ung thư.

Trong nghiên cứu mới, các nMOF này được chiếu xạ bằng tia X để tạo ra các gốc oxy tự do có nồng độ cao, tiêu diệt trực tiếp các tế bào ung thư và tạo ra các kháng nguyên và các phân tử gây viêm giúp hệ thống miễn dịch của cơ thể nhận biết và loại bỏ các tế bào ung thư, giống như một loại vắc xin.

Các nhà nghiên cứu cũng đã tinh chỉnh cách tiếp cận của họ hơn nữa. Họ đã tạo ra một loại cấu trúc nMOF mới có thể chứa các loại thuốc được gọi là các mẫu phân tử liên quan đến mầm bệnh, gọi là PAMP. Khi các nMOF mang PAMP đã được đưa vào các khối u ung thư, việc trị xạ vào mô sẽ có tác động kép: nó kích hoạt các nMOF để tiêu diệt các tế bào ung thư tại chỗ và tạo ra các kháng nguyên chống lại khối u, đồng thời giải phóng các PAMP - chất kích hoạt phản ứng miễn dịch mạnh hơn nhiều so với các kháng nguyên. Cú tấn công kép này có một không hai này có khả năng tiêu diệt cả tế bào ung thư ruột kết và tuyến tụy với hiệu quả cao, thậm chí tiêu diệt cả các mô hình khối u có khả năng kháng các loại liệu pháp miễn dịch khác.

“Bằng cách kết hợp PAMP với nMOFs, đây là lần đầu tiên chúng tôi có thể thực sự tăng cường phản ứng miễn dịch mà các kháng nguyên tạo ra," Tiến sĩ Wenbin Lin, tác giả nghiên cứu, nhà nghiên cứu miễn dịch học khối u tại Trung tâm Ung thư Ludwig ở Đại học Chicago, cho biết. "Chúng tôi đã chỉ ra rằng nMOFs cộng với PAMP có thể tác động đến tất cả các khía cạnh cần thiết để kích hoạt hệ thống miễn dịch. Chúng ta có thể sử dụng công thức nano này để tiêm phòng ung thư cá nhân hóa, có thể có tác dụng trên bất kỳ bệnh nhân nào, bởi vì chiến lược này sẽ không phụ thuộc vào sự không đồng nhất giữa các bệnh nhân khác nhau."

Hiệu quả của việc điều trị rõ rệt đến nỗi các nhà nghiên cứu đang mong muốn đưa công nghệ này vào thử nghiệm lâm sàng. Từ trước, công nghệ nMOF đã đang được thử nghiệm với các kết quả khá hứa hẹn.

"Hiệu quả của cách tiếp cận này được nhân đôi," Đồng tác giả Ralph Weichselbaum, giáo sư về bức xạ và ung thư tế bào, đồng thời là trưởng khoa Khoa bức xạ và ung thư tế bào tại Đại học Chicago, cho biết. Đầu tiên, nó có thể cải thiện việc kiểm soát khối u cục bộ so với trước đây. Thứ hai, nMOF được cải tiến có thể kích hoạt hệ thống miễn dịch bẩm sinh và thích ứng.

Các nhà nghiên cứu đang tiếp tục tinh chỉnh công nghệ. "Chúng tôi đang hoàn thiện thiết kế của nMOF và việc cung cấp PAMP, để chuẩn bị cho việc thử nghiệm trên người," Lin cho biết. "Chúng tôi đang nỗ lực hoàn thiện công thức để có thể đưa sản phẩm này vào thử nghiệm lâm sàng, hy vọng trong hai đến ba năm tới, hoặc thậm chí sớm hơn."

Nguồn: https://phys.org/news/2020-10-nanotechology-personalized-vaccination-cancer.html