Dùng hạt nano giúp hệ miễn dịch chống lại tế bào ung thư

Các thử nghiệm trên chuột cho thấy, liệu pháp sử dụng các hạt nano không chỉ tiêu diệt các khối ung thư vú tiên phát mà còn hiệu quả với khối u đã di căn đến các bộ phận khác trên cơ thể.

Vai trò của T-Cell và tương lai của liệu pháp miễn dịch

Các tế bào lympho T (còn gọi là tế bào T hay T cell) thường di chuyển tự do trong tuần hoàn để nhận diện các kháng nguyên lạ như vi sinh vật hoặc tế bào bất thường. Nếu phát hiện kháng nguyên, tế bào T thông báo và thu hút các tế bào miễn dịch khác đến tạo ra một đáp ứng mạnh hơn.

Tuy nhiên, trong cơ thể lại có những protein đóng vai trò trạm kiểm soát miễn dịch protein này có thể định hướng sai và chặn thông tin cảnh báo từ các tế bào T. Hành động này nhằm ngăn chặn phản ứng tự miễn có hại cho các mô bình thường. Các tế bào ung thư thường lợi dụng những protein kiểm soát này để né tránh sự nhận diện và tấn công của hệ thống miễn dịch.

Để khắc phục vấn đề này, các công ty dược đã phát triển một số loại protein kháng thể nhằm ức chế những phân tử kiểm soát quá mức và kích hoạt hệ thống miễn dịch tiêu diệt các khối u Trong trường hợp có nhiều tế bào T bao vây một khối u hoặc các tế bào u đột biến và tăng sinh, tế bào T sẽ tạo ra một đáp ứng miễn dịch hoàn chỉnh. Nhờ vậy liệu pháp miễn dịch trong điều trị ung thư có thể kéo dài thời gian sống thêm cho người bệnh.

Điều trị ung thư với các hạt nano

TS. Jedd Wolchok - chuyên gia về liệu pháp miễn dịch điều trị ung thư tại Trung tâm ung thư Memorial Sloan Kettering, thành phố New York cho biết: Trong một số ca, ngay cả khi các protein kiểm soát bị ức chế, nhưng lại có quá ít các tế bào T xung quanh để thông báo cho hệ thống miễn dịch. Nghĩa là các tế bào u không bộc lộ đầy đủ các kháng nguyên khối u trên bề mặt giúp tế bào T nhận diện, vì thế hệ miễn dịch không được cảnh báo.

Từ lâu, các thầy thuốc chuyên khoa ung bướu đã biết trong một vài ca hiếm gặp, sau khi người bệnh được xạ trị để thu nhỏ một khối u, hệ thống miễn dịch cũng được tăng cường để tiêu diệt các khối u này, nhưng khi khối u đã di căn khắp cơ thể sẽ không được điều trị bằng xạ trị.

Sử dụng ứng dụng của hạt nano

TS. Wenbin Lin (Đại học Chicago, tiểu bang Illinois) cho rằng, khi dùng tia xạ giết chết các tế bào u cũng tạo ra các kháng nguyên mới cho tế bào T, hướng tế bào T tới các tế bào u khác mang những kháng nguyên này.

Bởi vậy, trong nghiên cứu, TS. Lin hy vọng việc sử dụng các phân tử nano không độc hại để hoạt hóa hệ thống miễn dịch cũng theo cơ chế trên. Nhưng việc đưa các phân tử nano vượt qua hệ thống miễn dịch là điều không dễ dàng. Nếu phân tử nano quá lớn, các tế bào trong máu như đại thực bào sẽ nuốt chúng. Trong những năm gần đây, nhóm nghiên cứu của TS. Lin đã tìm ra phương pháp có thể tạo các hạt có kích thước nhỏ từ 20 - 40 nanomet (1 nanomet bằng một phần tỷ của 1 mét) để tránh các đại thực bào.

Nhóm nghiên cứu cũng phủ một lớp vỏ PEG ở bên ngoài giúp các hạt nano tồn tại lâu hơn trong máu và đến được tế bào đích. Cuối cùng, dựa vào sự hấp thụ ánh sáng của các phân tử clo để đưa các hạt nano vào các tế bào giết khối u.

Trong các nghiên cứu trước, nhóm nghiên cứu phát hiện thấy sau khi tiêm vào lòng mạch, các hạt sẽ có đủ thời gian lưu lại để tiếp cận và xâm nhập các khối u.

Các khối u thường có một lỗ thông với mạch máu nhờ đó, các hạt sẽ lọt qua thành mạch tới vị trí của mô ung thư, bám và xâm nhập các tế bào ung bướu. Sau đó, chiếu tia hồng ngoại gần vào các khối u. Các phân tử clo hấp thụ tia hồng ngoại và kích thích các phân tử oxy lân cận, tạo thành oxy có mức năng lượng cao (oxy mức đơn-oxy singlet), phá hủy các phân tử sinh học gần đó và giết các tế bào u, đồng thời tạo ra nhiều kháng nguyên khối u mới.

Ngay lúc này, các tế bào tua (tế bào mang kháng nguyên, dendritic cells) sẽ tập hợp và mang kháng nguyên tới tế bào T để nhận diện rõ hơn. Nhờ vậy, hệ thống miễn dịch vẫn tạo ra một đáp ứng kháng u mạnh mẽ ngay cả khi không có nhiều tế bào T ở gần đó.

Các nhà khoa học đã tiêm chế phẩm hạt nano cùng với kháng thể ức chế các phân tử kiểm soát vào máu những con chuột bị ung thư đại tràng rồi chiếu tia bức xạ lên các khối u. Trong các hạt này có chứa hóa chất giúp tiêu diệt các tế bào ung thư Các nhà khoa học nhận thấy, hệ thống miễn dịch của chuột không chỉ tiêu diệt các khối u ung thư đại tràng mà còn diệt cả những khối u ở vị trí khác.

Trong một thử nghiệm khác trên chuột bị ung thư vú nhưng lần này, các hạt nano không chứa bất kỳ loại thuốc hóa học trị liệu bổ sung nào. Sau đó, chiếu tia hồng ngoại vào khối u và chờ kết quả. Trong hầu hết trường hợp, không chỉ khối u ung thư vú bị phá hủy mà cả khối u di căn trong phổi cũng bị tiêu diệt. Điều này chứng tỏ dù không có các tác nhân gây độc tế bào (thuốc hóa học) nhưng biện pháp này vẫn mang lại hiệu quả tương tự.

Các nhà nghiên cứu cho biết, sau khi thử nghiệm thành công trên chuột sẽ tiến hành thử nghiệm trên người.