Trung Quốc sử dụng vi khuẩn biến đổi gene để điều trị ung thư hiệu quả

Nghiên cứu mới của các nhà khoa học đến từ Viện Công nghệ Tiên tiến Thâm Quyến (SIAT) và Viện Dinh dưỡng và Sức khỏe Thượng Hải, đều thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc đã làm sáng tỏ cơ chế đằng sau liệu pháp điều trị ung thư bằng vi khuẩn thông qua việc sử dụng một chủng vi khuẩn biến đổi gene, mở ra hy vọng mới cho sự phát triển của các liệu pháp điều trị ung thư thế hệ tiếp theo. Kết quả nghiên cứu của nhóm các nhà khoa học đã được công bố trực tuyến trên tạp chí Cell.

Những tiến bộ gần đây trong sinh học tổng hợp đã mở ra khả năng phát triển các loại vi khuẩn chống ung thư mới, tạo ra các hướng đi mới cho nghiên cứu miễn dịch ung thư. Tuy nhiên, theo ông Liu Chenli, một trong những nhà khoa học chủ chốt của dự án từ SIAT, việc ứng dụng thực tiễn của các vi khuẩn này vẫn gặp khó khăn do cơ chế giúp các vi khuẩn này né tránh hệ miễn dịch của cơ thể đồng thời kích hoạt phản ứng chống ung thư vẫn chưa rõ ràng.

Trong nghiên cứu này, các nhà khoa học đã tạo ra một chủng vi khuẩn giảm độc lực có tên là Designer Bacteria 1 (DB1). Chủng vi khuẩn này có khả năng sống sót và phát triển mạnh trong các mô khối u nhưng lại bị loại bỏ trong các mô bình thường, đạt được đồng thời hai hiệu ứng là "nhắm mục tiêu vào khối u" và "loại bỏ khối u" một cách đáng kể.

Việc sử dụng một chủng vi khuẩn biến đổi gene, mở ra hy vọng mới cho sự phát triển của các liệu pháp điều trị ung thư. Ảnh minh họa

Để hiểu rõ cách thức hoạt động của DB1, các nhà nghiên cứu đã xem xét sự tương tác giữa vi khuẩn và khối u. Họ phát hiện ra rằng hiệu quả chống ung thư của DB1 có liên quan chặt chẽ đến các tế bào T độc cytotoxic cư trú tại mô trong khối u. Những tế bào này được tái kích hoạt và mở rộng sau liệu pháp DB1. Ngoài ra, DB1 có thể làm chậm quá trình di chuyển của bạch cầu trung tính trong khối u, giúp vi khuẩn sống sót lâu hơn tại "mục tiêu".

Các nhà khoa học cũng phát hiện rằng phân tử tín hiệu interleukin-10 đóng vai trò quan trọng trong việc điều hòa các hiệu ứng này. Hiệu quả của liệu pháp phụ thuộc vào sự biểu hiện cao của thụ thể interleukin-10 trên các tế bào T và bạch cầu trung tính trong khối u.

Ông Liu nhấn mạnh: "Phát hiện của chúng tôi đã làm sáng tỏ một cơ chế quan trọng nhưng trước đây chưa được giải quyết trong liệu pháp điều trị ung thư bằng vi khuẩn. Cơ chế này không chỉ cung cấp những hiểu biết quý giá mà còn đóng vai trò như nguyên tắc chỉ dẫn cho việc thiết kế vi khuẩn biến đổi gen, nâng cao độ an toàn và hiệu quả của liệu pháp".

Các nhà nghiên cứu đã xác nhận hiệu quả của liệu pháp này trên nhiều mô hình động vật khác nhau. Kết quả cho thấy chủng vi khuẩn biến đổi gen này có khả năng ức chế đáng kể sự phát triển, tái phát và di căn của nhiều loại khối u.

Ông Liu cho biết thêm hiện tại, nghiên cứu này đang được tiến tới thử nghiệm lâm sàng và sẽ cung cấp cơ sở khoa học cho việc xây dựng các kế hoạch điều trị cá nhân hóa trong tương lai. Các loại vi khuẩn chống ung thư được biến đổi gen có thể đóng vai trò như những "tàu vận chuyển" chính xác, cho phép giải phóng các loại thuốc điều trị một cách chính xác và mở ra một con đường mới trong điều trị các khối u ác tính.

Trước đó, các nhà khoa học Anh đã tìm ra cách làm cho vi khuẩn salmonella thay vì tấn công cơ thể thì sẽ hợp sức với tế bào T để loại trừ khối u ung thư. Trong thí nghiệm đột phá, nhóm nghiên cứu dẫn đầu bởi TS Kendle Maslowski từ Viện nghiên cứu ung thư Anh ở Scotland và Đại học Glasgow (Anh) đã thiết kế lại vi khuẩn salmonella chết người để khiến chúng chỉ tấn công các tế bào ung thư ruột.

Salmonella (khuẩn thương hàn) là một vi khuẩn gây nhiễm trùng tiêu hóa nặng, có thể dẫn đến tử vong. Tuy nhiên chúng cũng sở hữu bản năng tự nhiên là tấn công các tế bào ung thư. Mặc dù vậy, dường như quá trình này còn vướng mắc.

Theo bài công bố trên tạp chí y học EMBO Molecular Medicine, nhóm tác giả đã tìm hiểu sâu loại vi khuẩn này trên các con chuột bị ung thư trực tràng. Salmonella đúng là đã tấn công các tế bào ung thư. Nhưng nó đồng thời làm cạn kiệt một loại axit amin gọi là asparagine.

Trong cơ thể, asparagine kích hoạt của tế bào T, một loại tế bào miễn dịch cực kỳ quan trọng để chống lại nhiều bệnh, bao gồm ung thư. Do vậy, nhóm tác giả đã tạo ra một loại vi khuẩn salmonella đặc biệt, được thiết kế lại để không làm cạn kiệt asparagine nữa, nhưng vẫn có khả năng tấn công khối u. Khi đó, chúng trở thành bạn đồng hành của các tế bào T, cùng tấn công tế bào ung thư hiệu quả hơn, từ đó ngăn chặn sự phát triển của khối u trong cơ thể những con chuột bị ung thư trực tràng. 

Vân Thảo (T/h)