Khó điều trị ung thư phổi, bởi tế bào khối u biến hình và kháng hóa trị

Điều gì khiến ung thư phổi trở thành một dạng ung thư nguy hiểm bậc nhất? Một nghiên cứu mới của các nhà khoa học Mỹ phát hiện tế bào ung thư phổi có khả năng biến hình để kháng thuốc hóa trị.

Cụ thể, họ tìm thấy các tế bào kiểu dạ dày, tá tràng và ruột non ẩn giữa các mẫu mô ung thư phổi. Các tế bào này chính là các tế bào phổi bị mất một gen quan trọng gọi là NKX2-1. Một khi điều này xảy ra, nó sẽ làm chệch hướng phát triển của tế bào phổi, biến nó thành một dạng tế bào anh chị em trong đường tiêu hóa.

Trước đây, các nhà khoa học đã biết tế bào đường ruột và tế bào phổi có cùng bố mẹ, nghĩa là cùng được phát triển từ tế bào tiền thân. Và sự pha trộn các loại tế bào khác nhau trong khối u ung thư không phải điều hiếm.

Nhưng nghiên cứu mới vẫn tạo ra sự bất ngờ, đồng thời hứa hẹn các biện pháp điều trị ung thư phổi mới, nhắm vào việc chặn đứng con đường biến hình và giết chết chúng bằng thuốc hóa trị.

Khó điều trị ung thư phổi, bởi các tế bào khối u biến hình và kháng hóa trị

Nghiên cứu mới được xuất bản trên tạp chí Developmental Cell. Nó một lần nữa chỉ ra sự kì quái và láu cá của tế bào ung thư. Bằng cách biến hình để đóng vai các tế bào khác, các khối u phổi có thể phát triển đề kháng lại thuốc đặc hiệu với nó. Kháng thuốc hóa trị là một thách thức lớn trong điều trị ung thư.

Tác giả chính của nghiên cứu, giáo sư Purushothama Rao Tata đến từ Trường Y Đại học Duke cho biết: "Các tế bào ung thư sẽ làm bất cứ điều gì để tồn tại. Khi đối mặt với thuốc hóa trị, các tế bào phổi sẽ tắt các đặc tính quan trọng của nó và nạp vào các đặc tính của loại tế bào khác nhằm đề kháng với thuốc”.

Giáo sư Tata đã dành hầu hết sự nghiệp của mình để nghiên cứu các tế bào tạo thành mô phổi bình thường. Ông nhận ra trong quá trình tái tạo phục hồi sau khi gặp tổn thương, các tế bào này thể hiện rất nhiều cơ chế biến đổi linh động.

Hướng nghiên cứu một ngày dẫn đến câu hỏi: Liệu những cơ chế này cũng là nguyên nhân tạo nên sự hỗn độn trong các khối u ung thư phổi hay không? Giáo sư Tata quyết định tập trung tìm hiểu điều này trong các khối u ung thư phổi không tế bào nhỏ, chiếm từ 80-85% tất cả các trường hợp mắc ung thư phổi.

Trên thực tế, ung thư phổi là căn bệnh giết người hàng đầu trên thế giới. Bệnh nhân ung thư phổi có tỷ lệ sống thấp nhất trong tất cả các loại ung thư.

Mẫu mô ung thư phổi, nhưng lại lẫn những tế bào kiểu đường tiêu hóa

Giáo sư Tata đã phân tích dữ liệu từ Mạng Nghiên cứu Gen ung thư Atlas, một tổ hợp lớn đang lưu trữ bộ gen của hàng ngàn mẫu ung thư từ 33 loại khác nhau. Ông nhận thấy một tỷ lệ lớn các khối u ung thư phổi không tế bào nhỏ không có NKX2-1, một gen đặc trưng dùng để xác định tế bào phổi.

Thay vào đó, nhiều khối u lại biểu hiện một số gen của tế bào thực quản và các bộ phận khác thuộc đường tiêu hóa. Một giả thuyết được đặt ra để giải thích, khi các tế bào ung thư phổi mất gen NKX2-1, nó sẽ có khả năng biến hình để mang đặc tính của các tế bào của cơ quan khác.

Thực ra, tế bào phổi và tế bào ruột cùng phát triển từ một tế bào bố mẹ, các tế bào tiền thân của nó. Bởi vậy, khi bị mất gen, các tế bào phổi nhiều khả năng sẽ phát triển theo con đường của anh chị em của chúng, biến thành các tế bào của các bộ phận khác.

Để kiểm tra xem điều này có đúng hay không, giáo sư Tata và các đồng nghiệp đã loại bỏ gen NKX2-1 khỏi mô khối u ung thư phổi của những con chuột thí nghiệm. Sau đó, họ theo dõi quá trình phát triển của các mô này dưới kính hiển vi.

Đúng như dự đoán, các tế bào khối u thể hiện một số đặc điểm thông thường chỉ có ở tế bào ruột, chẳng hạn như cấu trúc kiểu khe hang và mô dạ dày. Ngạc nhiên hơn, những cấu trúc này còn sản sinh ra các enzyme tiêu hóa, như thể chúng sống trong dạ dày chứ không phải phổi.

Sau khi chỉ ra một sự thay đổi di truyền đơn giản có thể thúc đẩy các tế bào phổi chuyển đổi con đường phát triển, giáo sư Tata tự hỏi liệu một tinh chỉnh khác có thể làm cho chúng trở thành ung thư. Lần này, ngoài việc loại bỏ gen NKX2-1, nhóm nghiên cứu kích hoạt hai gen gây ung thư SOX2 và KRAS.

Kết quả, những con chuột có đột biến SOX2 đã phát triển các khối u như thể chúng nằm trong phần đầu của đường tiêu hóa, từ miệng xuống tới tá tràng. Những con chuột có đột biến KRAS phát triển các khối u tương tự như khối u ở giữa đường tiêu hóa cho tới hậu môn.

Con đường biến hình của các tế bào ung thư phổi

"Các nhà sinh học ung thư từ lâu đã nghi ngờ rằng các tế bào ung thư có thể biến đổi để kháng được thuốc hóa trị, nhưng họ không biết cơ chế đằng sau sự linh hoạt đó như thế nào", giáo sư Tata nói.

"Bây giờ chúng ta biết mình đang phải đối mặt với những khối u này [khối u phổi có khả năng biến hình thành các dạng khác] - chúng ta có thể nghĩ đến những con đường mà các tế bào này có thể chuyển đổi và thiết kế các liệu pháp để ngăn chặn chúng".

Một khi các liệu pháp được phát triển thành công, chúng ta có thể giảm tỷ lệ kháng thuốc hóa trị của các khối u ung thư phổi, từ đó, cải thiện tiên lượng và khả năng sống cho các bệnh nhân mắc căn bệnh nguy hiểm này.

Tham khảo ScienceAlert