Biến đổi gen mới tăng cường hiệu quả của tế bào CAR-T chống lại ung thư

Một nghiên cứu mới từ Đại học Nagoya, Nhật Bản, đã phát hiện ra rằng việc giảm hoạt động của gen CUL5 giúp tăng cường hiệu quả của tế bào CAR-T, một phương pháp điều trị ung thư tiên tiến. CAR-T là liệu pháp sử dụng tế bào T của chính bệnh nhân, được chỉnh sửa gen để tiêu diệt tế bào ung thư. Tuy nhiên, hiệu quả của phương pháp này thường bị giảm do môi trường khắc nghiệt mà các tế bào ung thư tạo ra, dẫn đến tình trạng tái phát.

Sử dụng kỹ thuật CRISPR, các nhà khoa học nhận thấy rằng ức chế gen CUL5 làm tăng hoạt động của con đường tín hiệu JAK-STAT, giúp tế bào CAR-T tăng trưởng và kéo dài thời gian hoạt động. Khi thử nghiệm trên chuột bị ung thư hạch bạch huyết, các tế bào CAR-T biến đổi gen này cho thấy hiệu quả vượt trội trong việc thu nhỏ khối u và ngăn ngừa ung thư tái phát.

Nhóm nghiên cứu cũng phát triển một phương pháp mới sử dụng virus để biến đổi tế bào CAR-T, thay vì phương pháp điện chuyển truyền thống, giúp tế bào khỏe mạnh hơn và dễ áp dụng trên diện rộng. Phát hiện này hứa hẹn cải thiện hiệu quả điều trị ung thư máu và mở ra cơ hội cho các loại ung thư khác, đặc biệt là khối u rắn.

Liệu pháp tế bào CAR-T: Vũ khí tiên tiến chống lại ung thư

Liệu pháp tế bào CAR-T (Chimeric Antigen Receptor T-cell Therapy) là một trong những bước đột phá lớn nhất trong điều trị ung thư. Phương pháp này sử dụng chính các tế bào miễn dịch (T-cells) của bệnh nhân, sau đó được biến đổi gen trong phòng thí nghiệm để có thể nhận biết và tiêu diệt tế bào ung thư. Quá trình này bao gồm việc gắn thêm một thụ thể đặc biệt gọi là CAR, giúp tế bào T nhắm mục tiêu đến các protein đặc hiệu trên bề mặt tế bào ung thư.

Trong nghiên cứu này, nhóm khoa học tập trung vào một loại CAR nhắm mục tiêu đến protein CD19, được tìm thấy trên bề mặt các tế bào B – loại tế bào miễn dịch có thể trở thành ung thư trong các bệnh như bạch cầu. Mặc dù liệu pháp CAR-T đã chứng minh hiệu quả trong điều trị, một số bệnh nhân vẫn gặp tình trạng tái phát ung thư. Nguyên nhân chính là do môi trường khắc nghiệt do các tế bào ung thư tạo ra, làm suy yếu khả năng phân chia và tiêu diệt ung thư của tế bào CAR-T.

Biến đổi gen mới tăng cường hiệu quả của tế bào CAR-T chống lại ung thư

Để giải quyết vấn đề này, nhóm nghiên cứu đã sử dụng kỹ thuật CRISPR, một công cụ chỉnh sửa gen tiên tiến, để xác định các gen có khả năng cải thiện hiệu quả của liệu pháp CAR-T. Phương pháp này cho phép các nhà khoa học tắt các gen cụ thể trong tế bào để quan sát vai trò của chúng trong các chức năng nhất định.

Gen CUL5 vốn tham gia vào quá trình phân hủy một số loại protein trong tế bào, đã được xác định là một yếu tố quan trọng. Khi hoạt động của gen này bị giảm, một con đường tín hiệu trong tế bào, được gọi là JAK-STAT, trở nên bền vững hơn. Con đường này kích thích các tế bào T tăng trưởng và phân chia, từ đó cải thiện khả năng tiêu diệt ung thư.

Kết quả nghiên cứu cho thấy, khi gen CUL5 bị ức chế, các tế bào CAR-T không chỉ tăng trưởng tốt hơn mà còn duy trì khả năng chống lại ung thư ngay cả sau khi tiếp xúc nhiều lần với tế bào ung thư. Khi thử nghiệm trên chuột bị ung thư hạch bạch huyết B-cell, các tế bào CAR-T biến đổi này đã cho thấy hiệu quả vượt trội trong việc thu nhỏ khối u và ngăn chặn ung thư tái phát so với tế bào CAR-T thông thường.

Phương pháp mới để tạo tế bào CAR-T hiệu quả hơn

Truyền thống, để tạo ra các tế bào CAR-T thiếu hụt gen CUL5, người ta sử dụng phương pháp điện chuyển (electroporation) – một kỹ thuật sử dụng xung điện để đưa vật liệu di truyền vào tế bào. Tuy nhiên, phương pháp này có thể gây tổn thương tế bào và không phù hợp để điều trị trên quy mô lớn.

Nhóm nghiên cứu tại Đại học Nagoya đã phát triển một phương pháp mới sử dụng virus để truyền vật liệu di truyền vào tế bào CAR-T, giúp giảm một phần hoạt động của gen CUL5 mà không cần sử dụng điện chuyển. Phương pháp này không chỉ giữ cho các tế bào khỏe mạnh sau quá trình biến đổi gen mà còn có khả năng ứng dụng rộng rãi hơn.

Seitaro Terakura, thành viên nhóm nghiên cứu, chia sẻ: “Chúng tôi đã thực hiện thành công quá trình truyền CAR và giảm hoạt động của gen CUL5 cùng lúc bằng cách sử dụng phương pháp truyền virus. Điều này đảm bảo các tế bào lympho T không bị tổn thương sau quá trình biến đổi gen.”

Phát hiện này mang đến một hướng đi mới trong việc nâng cao hiệu quả của liệu pháp CAR-T, đặc biệt là trong điều trị các bệnh ung thư máu như u lympho và bạch cầu. Các tế bào CAR-T biến đổi gen không chỉ tiêu diệt ung thư tốt hơn mà còn duy trì hoạt động lâu hơn trong cơ thể, giảm nguy cơ ung thư tái phát.

Ngoài ra, nhóm nghiên cứu đang tiếp tục khám phá khả năng áp dụng phương pháp biến đổi gen này vào việc điều trị các loại ung thư khác, đặc biệt là các khối u rắn – một thách thức lớn trong liệu pháp CAR-T hiện nay. Nếu thành công, đây sẽ là bước tiến lớn trong điều trị ung thư, mang lại hy vọng mới cho hàng triệu bệnh nhân trên toàn thế giới.

Việc biến đổi gen CUL5 để tăng cường hiệu quả của tế bào CAR-T là một bước đột phá quan trọng trong nghiên cứu ung thư. Phương pháp này không chỉ giúp cải thiện khả năng tiêu diệt tế bào ung thư mà còn giảm nguy cơ tái phát, mở ra cơ hội điều trị hiệu quả hơn cho các bệnh nhân mắc ung thư máu và có thể cả các loại ung thư khác trong tương lai. Với những tiến bộ khoa học như vậy, cuộc chiến chống ung thư đang ngày càng tiến gần đến chiến thắng.