Các tế bào ung thư là không ngừng, sở hữu khả năng vexatious để phát triển sức đề kháng với phương pháp điều trị hiện tại và làm cho bệnh cực kỳ khó khăn để điều trị. Tuy nhiên, một nghiên cứu mới thú vị có thể đã xác định được điểm yếu của bệnh ung thư; khám phá này đã dẫn đến việc tiêu diệt căn bệnh này trong các tế bào nuôi cấy.
Nghiên cứu – được công bố gần đây trên tạp chí – cho thấy làm thế nào thay đổi cấu trúc của nhiễm sắc thể trong các tế bào ung thư có thể làm cho chúng dễ tiêu diệt hơn.
Trong nhân tế bào, DNA được bao bọc xung quanh các protein gọi là histone. Họ cùng nhau tạo thành chất nhiễm sắc.
Công việc của Chromatin là gói mã di truyền gọn gàng vào nhân của tế bào. Chromatin cũng có thể điều chỉnh những gen nào được bật và tắt. Tuy nhiên, trong các tế bào ung thư, chất nhiễm sắc tố giúp chúng phát triển và thích nghi với các liệu pháp ung thư, qua đó cho phép chúng tồn tại.
“Nếu bạn nghĩ về di truyền là phần cứng”, đồng tác giả nghiên cứu Vadim Backman, thuộc trường Kỹ thuật McCormick thuộc Đại học Northwestern ở Evanston, IL giải thích, “thì chất nhiễm sắc là phần mềm.”
“Các bệnh phức tạp như ung thư”, ông nói thêm, “không phụ thuộc vào hành vi của các gen riêng lẻ, mà là sự tương tác phức tạp giữa hàng chục nghìn gen.”
Vì vậy, Backman và các cộng sự đã đặt tầm nhìn của họ về chất nhiễm sắc như là chìa khóa để chống lại sự kháng thuốc của bệnh ung thư, và một kỹ thuật hình ảnh mà họ đã phát triển năm ngoái đã giúp họ tìm hiểu thêm về tập hợp các đại phân tử phức tạp này.
Dự đoán tử vong tế bào ung thư bằng chất nhiễm sắc
Kỹ thuật mới này được gọi là kính hiển vi quang phổ một phần (PWS), và nó cho phép theo dõi thời gian thực của nhiễm sắc thể trong các tế bào sống.
Ngoài ra, các nhà nghiên cứu giải thích rằng PWS cho phép họ đánh giá nhiễm sắc thể ở độ dài 20-200 nanomet, mà họ nói là điểm chính xác trong đó sự hình thành ung thư ảnh hưởng đến nhiễm sắc thể.
Họ sử dụng PWS để theo dõi nhiễm sắc thể trong tế bào ung thư nuôi cấy. Họ phát hiện ra rằng nhiễm sắc thể có một “mật độ đóng gói” cụ thể liên quan đến biểu hiện gen giúp các tế bào ung thư tránh được các phương pháp điều trị.
Phân tích cho thấy mật độ đóng gói chromatin không đồng nhất và rối loạn hơn có liên quan đến sự sống sót của tế bào ung thư lớn hơn để đáp ứng với hóa trị. Tuy nhiên, mật độ đóng gói thận trọng hơn và được đặt hàng hơn có liên quan đến tử vong tế bào ung thư lớn hơn để đáp ứng với hóa trị.
“Chỉ bằng cách nhìn vào cấu trúc chromatin của tế bào, chúng tôi có thể dự đoán có hay không nó sẽ tồn tại”, Backman nói. “Các tế bào có cấu trúc nhiễm sắc thể bình thường chết vì chúng không thể đáp ứng, chúng không thể khám phá bộ gen của chúng để tìm kiếm tính kháng. Chúng không thể phát triển kháng thuốc.”
Nhắm mục tiêu nhiễm sắc thể để tiêu diệt ung thư
Dựa trên phát hiện của họ, các nhà nghiên cứu đưa ra giả thuyết rằng việc thay đổi cấu trúc của nhiễm sắc thể để làm cho nó có trật tự hơn có thể là một cách để tăng cường khả năng dễ bị tổn thương của tế bào ung thư.
Khi điều tra thêm, nhóm nghiên cứu nhận thấy rằng họ có thể thay đổi cấu trúc của chất nhiễm sắc bằng cách thay đổi chất điện giải trong nhân tế bào ung thư.
Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm chiến lược này bằng cách sử dụng hai loại thuốc đã được Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm (FDA) phê duyệt: Celecoxib và Digoxin.
Celecoxib hiện đang được sử dụng để giảm đau, trong khi Digoxin được sử dụng để điều trị rung tâm nhĩ và suy tim. Cả hai loại thuốc, tuy nhiên, cũng có thể thay đổi mật độ đóng gói của chất nhiễm sắc.
Các nhà nghiên cứu kết hợp các loại thuốc này – mà họ gọi là liệu pháp bảo vệ nhiễm sắc thể (CPT) – với hóa trị và thử nghiệm chúng trên các tế bào ung thư trong phòng thí nghiệm. Theo Backman, họ đã chứng kiến ”điều gì đó đáng chú ý.”
“Trong vòng 2 hoặc 3 ngày, gần như mọi tế bào ung thư đều chết vì chúng không thể đáp ứng. Các hợp chất CPT không giết chết tế bào, chúng cơ cấu lại nhiễm sắc thể. Nếu bạn ngăn chặn khả năng phát triển và thích ứng của tế bào, đó là Achilles của chúng ‘ gót chân.”
Vadim Backman
Trong khi các nhà nghiên cứu rất vui mừng bởi những phát hiện của họ, họ cảnh báo rằng các nghiên cứu về động vật và con người là cần thiết trước khi có thể đưa ra kết luận chắc chắn.
“Có một sự khác biệt lớn giữa nuôi cấy tế bào và con người,” Backman nói. “Bạn không bao giờ biết làm thế nào môi trường bên trong cơ thể con người sẽ ảnh hưởng đến hành vi của bệnh ung thư hoặc nếu sẽ có tác dụng phụ không lường trước được.”
Điều đó nói rằng, các nhà nghiên cứu lưu ý rằng họ đã nhân rộng phát hiện của họ trong bảy loại ung thư khác nhau cho đến nay, mà Backman nói là “rất hứa hẹn.”
