Israel cải tiến tế bào miễn dịch giúp thu nhỏ khối u

Nghiên cứu do các nhà khoa học tại Đại học Bar-Ilan và Viện Khoa học Weizmann (Israel) thực hiện, được công bố trên tạp chí khoa học Science Advances. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng phương pháp thiết kế protein với sự hỗ trợ của máy tính để cải tiến thụ thể mà tế bào miễn dịch sử dụng nhằm nhận biết mục tiêu. Trong các thí nghiệm được đề cập trong nghiên cứu, những tế bào được biến đổi tạo ra phản ứng miễn dịch mạnh hơn và cho thấy khả năng tấn công tế bào mục tiêu được tăng cường.

Giáo sư Cyrille Cohen, thành viên nhóm nghiên cứu, người đứng đầu Phòng thí nghiệm Miễn dịch học Khối u và Liệu pháp Miễn dịch thuộc Khoa Khoa học Sự sống Goodman của Đại học Bar-Ilan, đồng thời là Hiệu trưởng trường, cho biết lĩnh vực liệu pháp miễn dịch đã đạt được những bước tiến lớn trong những năm gần đây. Theo ông, một trong những ý tưởng trung tâm của liệu pháp miễn dịch là điều chỉnh hoạt động của hệ miễn dịch để cơ thể có thể chống lại các tác nhân gây bệnh. Trong nhiều trường hợp, hệ miễn dịch vốn có khả năng tự thực hiện nhiệm vụ này, chẳng hạn khi đối phó với virus và vi khuẩn. Tuy nhiên, trong một số trường hợp khác, hệ miễn dịch cần được hỗ trợ.

Thách thức đặc biệt lớn đối với bệnh ung thư. Nguyên nhân là do tế bào ung thư hình thành từ chính các tế bào của cơ thể, trong khi hệ miễn dịch về nguyên tắc phải tránh tấn công các mô khỏe mạnh. Tuy nhiên, quá trình nghiên cứu đã cho thấy giữa tế bào khỏe mạnh và tế bào ung thư vẫn tồn tại những khác biệt mà hệ miễn dịch có thể khai thác để nhận diện mục tiêu.

Theo Giáo sư Cohen, đôi khi sự khác biệt này rất nhỏ nhưng vẫn có thể giúp hệ miễn dịch phân biệt tế bào ung thư với tế bào khỏe mạnh và tấn công có chọn lọc. Đây là mục tiêu quan trọng bởi những phương pháp điều trị như hóa trị và xạ trị có thể tác động không chỉ đến tế bào ung thư mà cả tế bào khỏe mạnh, từ đó gây ra nhiều tác dụng phụ. Một trong những thành phần giữ vai trò quan trọng trong khả năng nhận diện này là tế bào T. Đây là loại tế bào miễn dịch có khả năng xác định và tiêu diệt những tế bào bị nhiễm bệnh hoặc bất thường.

Giáo sư Cohen ví hệ miễn dịch như một lực lượng quân sự với nhiều bộ phận đảm nhiệm các chức năng khác nhau, trong đó tế bào T có thể được xem như lực lượng trinh sát, chuyên phát hiện những tế bào bất thường và tấn công chúng. Đặc điểm đáng chú ý của tế bào T là khả năng phân biệt mục tiêu với độ chính xác cao. Theo ông Cohen, các nghiên cứu tại phòng thí nghiệm của ông cũng như những nơi khác cho thấy trong một số trường hợp, chỉ cần khác biệt ở một vài nguyên tử cũng có thể đủ để hệ miễn dịch phân biệt tế bào bệnh với tế bào khỏe mạnh. Khả năng này dựa vào một cấu trúc trên bề mặt tế bào T gọi là thụ thể tế bào T, viết tắt là TCR. Thụ thể này có thể được hình dung như một "máy quét" giúp tế bào nhận biết mục tiêu cụ thể.

Cơ thể có khoảng 500 tỷ tế bào T và mỗi tế bào mang thụ thể có khả năng nhận diện một mục tiêu nhất định, chẳng hạn một thành phần của virus hoặc vi khuẩn. Các nhà khoa học từ lâu đã tìm cách khai thác cơ chế nhận diện có độ chính xác cao này để chống ung thư. Khoảng 20 năm trước, Giáo sư Cohen từng tham gia một nhóm nghiên cứu tại Mỹ thuộc số những nhóm đầu tiên biến đổi tế bào T của bệnh nhân bằng TCR có khả năng nhận diện một đặc điểm của khối u. Phương pháp này về cơ bản là đưa vào tế bào T của bệnh nhân thông tin di truyền mã hóa cho một thụ thể có khả năng nhận diện ung thư. Thông tin về thụ thể có thể được lấy từ tế bào T của một bệnh nhân khác.

Theo cách giải thích của Giáo sư Cohen, tế bào T được cung cấp một "công thức" để tạo ra một bộ phận nhận diện mới, nhờ đó có khả năng phát hiện tế bào ung thư. Tuy nhiên, quá trình này đặt ra một vấn đề kỹ thuật. Tế bào T ban đầu đã có TCR tự nhiên của riêng nó. Khi các nhà khoa học đưa thêm một thụ thể được thiết kế để nhận diện ung thư, thụ thể mới và thụ thể tự nhiên có thể tương tác và gây nhiễu lẫn nhau.

Mỗi TCR gồm hai chuỗi protein, gọi là chuỗi alpha và beta. Trong điều kiện bình thường, hai chuỗi này kết hợp với nhau theo một cặp xác định. Nhưng khi một thụ thể mới được đưa vào tế bào, các chuỗi của thụ thể mới có thể kết hợp với các chuỗi thuộc thụ thể ban đầu thay vì ghép đúng với nhau. Hiện tượng này có thể ảnh hưởng đến tính ổn định và hiệu quả của thụ thể được đưa vào, qua đó hạn chế khả năng của tế bào T trong việc nhận diện và tấn công đúng mục tiêu.

Để giải quyết trở ngại trên, nhóm nghiên cứu của Đại học Bar-Ilan và Viện Khoa học Weizmann đã sử dụng thiết kế protein với sự hỗ trợ của máy tính nhằm tạo ra phiên bản thụ thể ổn định hơn. Mục tiêu là cải thiện hoạt động của TCR được đưa vào tế bào, hạn chế sự can thiệp với thụ thể tự nhiên và qua đó tăng khả năng nhận diện mục tiêu. Kết quả thí nghiệm cho thấy các tế bào T được thiết kế theo phương pháp mới tạo ra phản ứng miễn dịch mạnh hơn và có khả năng tấn công các tế bào mục tiêu tốt hơn. Nghiên cứu vì vậy cung cấp thêm một hướng tiếp cận nhằm giải quyết một trong những hạn chế kỹ thuật của liệu pháp sử dụng tế bào T được biến đổi.

Theo nội dung nghiên cứu được công bố, phương pháp này hướng tới việc nâng cao độ chính xác và hiệu quả của hệ miễn dịch khi nhận diện tế bào ung thư cũng như các mục tiêu liên quan đến virus. Tuy nhiên, những kết quả hiện nay cần được nhìn nhận trong phạm vi nghiên cứu được thực hiện. Các phát hiện cho thấy tiềm năng cải thiện tế bào T được biến đổi, nhưng chưa đồng nghĩa phương pháp đã trở thành liệu pháp điều trị ung thư được chứng minh hiệu quả trên người. Việc tiếp tục đánh giá độ an toàn, tính ổn định của thụ thể và hiệu quả trong những điều kiện nghiên cứu tiếp theo sẽ có ý nghĩa quan trọng trước khi có thể xác định khả năng ứng dụng rộng hơn.