Thành công bước đầu trong nghiên cứu vaccine cá nhân (personalized vaccine) chống ung thư từ các kháng nguyên đặc hiệu trên bề mặt tế bào ung thư (neo-antigen)
Một số bệnh nhân ung thư không có dấu hiệu tiến triển hồi phục mặc dù đã được điều trị bằng nhiều phương pháp khác nhau. Gần đây, một phương pháp điều trị ung thư mới trong nhóm “Immunotherapy” nhằm kích hoạt hệ miễn dịch của cơ thể để tiêu diệt khối u đã được thử nghiệm thành công bước đầu trên những bệnh nhân này [1]. Đó là vaccine được thiết kế đặc hiệu cho lỗi di truyền (chính là nguyên nhân hình thành khối của họ). Kết quả được công bố đầu tháng 04 năm 2015 trên tạp chí Science cho thấy, ba bệnh nhân ung thư da ở vào giai đoạn khối u tiến triển đã được điều trị bằng loại vaccine đặc hiệu này. Vaccine mới này kích họat mạnh mẽ hệ thống miễn dịch trên cả ba bệnh nhân. Hai trong số họ có dấu hiệu phục hồi tốt và ổn định [2]. Mặc dù nghiên cứu này chủ yếu tập trung vào kiểm tra độ an toàn của loại vaccine này, kết quả nghiên cứu cũng chứng minh được tiềm năng trong ngăn chặn sự phát triển và xâm lấn của khối u. Các tác giả công trình cho biết thành công bước đầu của nghiên cứu này đánh dấu 1 bước tiến quan trọng trong việc chế tạo các vaccine đặc hiệu cho từng cá nhân (personalized vaccine).
Lịch sử và ý tưởng về vaccine chống ung thư từ các kháng nguyên bề mặt đặc hiệu trên tế bào ung thư
Vaccine phòng ngừa các bệnh truyền nhiễm được đưa vào cơ thể với một lượng nhỏ (vaccine có thành phần là các protein hoặc các thành phần đã được bất họat từ virus hoặc vi khuẩn) này có khả năng kích thích hệ thống miễn dịch để ngăn chặn sự nhân lên của các vi sinh vật gây hại này trong tế bào chủ. Đối với tế bào ung thư, một ý tưởng tương tự có thể được áp dụng, đó là sử dụng một chất kích họat miễn dịch có tên là kháng nguyên (antigens) đặc hiệu chỉ được tìm thấy ở các khối u. Kháng nguyên này sẽ kích thích đáp ứng miễn dịch đặc hiệu chỉ nhằm vào các tế bào ung thư mà không gây ảnh hưởng tới các tế bào bình thường. Tuy nghiên vaccine dùng trong điều trị ung thư có tỷ lệ thành công rất thấp, nguyên nhân chính là do sau khi kiểm tra các loại kháng nguyên được tìm thấy trong tế bào ung thư cũng tồn tại với một lượng nhỏ trên các tế bào bình thường và vì vậy hệ miễn dịch thường không thể nhận diện các kháng nguyên tương tự để khởi động đáp ứng chống lại kháng nguyên.
Các nhà khoa học đã nỗ lực tập trung vào nghiên cứu tìm ra các loại kháng nguyên ung thư mới có tính đặc hiệu cao hơn, và đã tìm ra loại kháng nguyên xuất hiện do những đột biến trên DNA của tế bào ung thư. Ví dụ, qua việc phá hủy và gây tổn thương vật liệu di truyền DNA, tia cực tím (UV) có thể biến tế bào da lành thành tế bào ung thư. Tế bào ung thư mang các gene lỗi, với hàng trăm đột biến ngẫu nhiên, và những sai sót ở mức độ DNA này khác nhau ở từng bệnh nhân. Nhiều đột biến xảy ra ở mức độ gene này không xuất hiện ở các gene gây ung thư tiến triển, mà thay vào đó mã hóa cho các peptide mới (các protein nhỏ) này có thể trở thành các kháng nguyên bề mặt của tế bào ung thư. Chúng được gọi là neo-antigen hay còn gọi vì chúng là những thành phần hoàn toàn mới không hề có trong tế bào, và neo-antigene thỏa mãn những yêu cầu cần thiết để trở thành kháng nguyên đặc hiệu cao dùng trong điều trị ung thư.
Từng bước phát triển vaccine đặc hiệu chống ung thư tại đại học Washington
Quá trình nghiên cứu phát triển kháng nguyên đặc hiệu ung thư neo-antigen yêu cầu giải trình tự DNA hệ gene của từng bệnh nhân, điều này rất khó thực hiện và chi phí rất cao. Tuy nhiên, hiện nay chi phí giải trình tự DNA đã giảm đáng kể và thời gian thực hiện cũng rất nhanh, các nhà khoa học ở truờng đại học Washington đã bắt tay vào tìm kiếm và phát hiện ra neo-antigen đặc hiệu cho các tế bào ung thư da.
Nhà miễn dịch học Beatriz Carreno, trưởng nhóm nghiên cứu và cộng sự đã sử dụng liệu pháp điều trị này trên ba bệnh nhân ung thư da vừa trải qua phẫu thuật để loại bỏ khối u. Tuy nhiên, những bệnh nhân có một số tế bào ung thư đã di chuyển vào lách (lymph nodes) có tỷ lệ tái phát ung thư rất cao. Các nhà nghiên cứu đã giải trình tự exome (hay còn lại là các gene mã hóa protein) của tế bào ung thư cũng như tế bào bình thường của mỗi bệnh nhân và so sánh với nhau. Kết quả so sánh giữa trình tự DNA của tế bào ung thư và tế bào bình thường của chính họ cho thấy có rất nhiều đột biến điểm mã hóa cho các protein nhỏ, các peptides này có thể trở thành các neo-antigene tiềm năng. Họ đã chọn 7 kháng nguyên neo-antigens đặc hiệu cho mỗi bệnh nhân ung thư da này và tiến hành nghiên cứu.
Các nhà khoa học đã thu thập mẫu máu từ 3 bệnh nhân này để có được các tế bào tua (dendritic cells), sau đó họ pha trộn các nhóm kháng nguyên đặc hiệu ung thư neo-antigen này với các tế bào bạch cầu trong máu để có thể thực hiện quá trình trình diện kháng nguyên cho các tế bào miễn dịch khác. Họ sử dụng các tế bào tua đã được bao bọc bởi các kháng nguyên đặc hiệu ung thư (neo-antigen-coated dendritic cells) này để chế tạo các kháng nguyên đặc hiệu ung thư và đưa vào mỗi bệnh nhân 3 lần trong thời gian khoảng 4 tháng.
Sau khi kiểm tra, Carreno và cộng sự phát hiện thấy số lượng tế bào T đặc hiệu cho các kháng nguyên ung thư tăng lên nhanh chóng trong máu (đó là cách chính xác nhất để xác định mức độ đáp ứng miễn dịch với vaccine). Khi họ thu thập những tế bào T đặc hiệu này và phân tích chức năng, chúng có thể tiêu diệt các tế bào ung thư da nuôi cấy có biểu hiện neo-antigene tương tự.
Trên một bệnh nhân, khối u di căn vào phổi và sau đó tái phát trở lại, nhưng sau đó đã dừng phát triển, tình trạng của bệnh nhân đó đã được duy trì ổn định sau 8 tháng. Bệnh nhân thứ 2 đã duy trì sức khỏe ổn định trong 9 tháng. Đặc biệt, bệnh nhân thứ 3 được điều trị bằng thuốc miễn dịch sau khi phẫu thuật đã hoàn toàn hồi phục (cancer-free).
Một số ý kiến từ chuyên gia [3]
Một thành viên của nhóm nghiên cứu, Tiến sĩ Gerald Linette, cho biết: “Chúng tôi rất vui mừng bởi khả năng của phản ứng miễn dịch đáp ứng kháng nguyên mới của tế bào ung thư trong cả ba bệnh nhân, Dù đây mới chỉ là kết quả bước đầu, chúng tôi cho ứng dụng của vaccine đặc hiệu ung thư là rất hứa hẹn”
Đồng nghiệp của ông, Tiến sĩ Beatriz Carreno, nói thêm: ‘Khám phá này là một bước tiến quan trọng hướng tới miễn dịch cá nhân’.
Tuy nhiên, phương pháp vaccine cá nhân có một số rào cản cần phải vựợt qua: Để bắt đầu, cần có thử nghiệm lâm sàng phù hợp chứng minh rằng việc tăng khả năng miễn dịch thực sự tạo ra khác biệt, đủ để kiểm soát khối u. Ngoài ra còn có các câu hỏi về chi phí và thời gian cần thiết cho việc chế tạo vắc xin. Hiện tại, nhóm nghiên cứu cần tới ba tháng để phát triển vắc xin cho mỗi người. Tuy nhiên, nếu được chứng minh là thành công, phương pháp này có thể hữu ích với các dạng ung thư gây ra bởi nhiều đột biến điểm (ví dụ điển hình nhất là các trường hợp ung thư phổi).
Vắc xin cũng có thể có tác dụng trong bệnh ung thư vú và buồng trứng ở phụ nữ do đột biến gene, như trường hợp gene BRCA của nữ diễn viên Hollywood Angelina Jolie.
Tiến sĩ Alan Worsley, thuộc Tổ chức Nghiên cứu ung thư Anh, cho biết: ‘Thử nghiệm này rất lý thú, kết quả ban đầu cho thấy có thể tạo ra vaccine nhằm vào các lỗi di truyền nhất định. Tại thời điểm này, chưa rõ mức độ hiệu quả của liệu pháp miễn dịch này trong việc tiêu diệt các tế bào ung thư và cải thiện sự sống, nhưng nghiên cứu này có thể là bước ngoặt trong nghiên cứu chế tạo các loại vắc xin nhắm vào từng loại khối u ở bệnh nhân trong tương lai’.
Giáo sư Caroline Springer, chuyên gia về các loại thuốc mới điều trị ung thư da tại Viện nghiên cứu ung thư, nói với BBC News: ‘Tôi nghĩ rằng nó thực sự thú vị. Đó là một kết quả rất tích cực, và điều đáng mừng là liệu pháp này rất an toàn, nhưng đây mới chỉ là giai đoạn đầu. Bản thân liêụ pháp Ipilimumab có thể có tác dụng lâu dài trên cơ thể người bệnh. Trong nghiên cứu này, vắc xin đã làm tăng phản ứng miễn dịch, nhưng rất khó để nói phản ứng chỉ do vắc xin gây ra hay ipilimumab cũng có vai trò nhất định’.
Hướng ứng dụng trong tương lai
Nghiên cứu này được tiến hành để kiểm tra độ an tòan của vaccine và đáp ứng miễn dịch, không phải tập trung kiểm tra hiệu quả điều trị ung thư, và do các bệnh nhân này cũng sử dụng đồng thời các biện pháp điều trị khác, nhóm nghiên cứu chưa thể hòan toàn khẳng định liệu pháp này tuyệt đối hiệu quả và có thể thay thế các loại thuốc hiện nay.
Tuy nhiên thực tế là đáp ứng miễn dịch mạnh mẽ được phát hiện ở các bệnh nhân sau khi sử dụng vaccine, bên cạnh đó, báo cáo gần đây cũng cho thấy các loại kháng nguyên đặc hiệu ung thư neo-antigen có thể tiêu diệt các tế bào ung thư trên mô hình chuột, nghiên cứu này cho thấy ý tưởng mới về phát triển vaccine điều trị ung thư là rất hứa hẹn. Những loại vaccine như vậy ít độc tính và tác dụng phụ hơn là chemotherapy, có thể được sử dụng để ngăn chặn sự phát triển và tái phát của khối u sau khi phẫu thuật. Nó cũng có thể được sử dụng phối hợp với các loại thuốc immunotherapy khác như là các chất ức chế điểm kiểm tra (loại thuốc này làm việc hiệu quả nhất đối với các loại ung thư phổi và ung thư da ~ những dạng khối u hình thành do rất nhiều đột biến điểm, cách tốt nhất là ức chế quá trình phiên mã của tất cả các đột biến này ở bằng check point inhibitors).
In bài viết
