Mỹ thử nghiệm một loại virus chữa ung thư: Khi mầm bệnh trở thành liều thuốc sống

Tuần vừa rồi tại Trung tâm Y tế Quốc gia City of Hope Hoa Kỳ, các bác sĩ và nhà khoa học đã bắt đầu thử nghiệm lâm sàng một liệu pháp chữa trị ung thư dựa trên virus. Liệu pháp tiên tiến được gọi là Vaxinia, sử dụng một chủng virus được thiết kế để nhắm mục tiêu và tấn công tế bào ung thư.

Virus Vaxinia cũng có thể khuếch đại phản ứng miễn dịch của chính cơ thể bệnh nhân. Từ đó, nó trở thành một hướng tiếp cận hai trong một, vừa trị liệu vừa tăng cường miễn dịch. Nếu thử nghiệm lâm sàng thành công, Vaxinia được hi vọng sẽ trở thành lựa chọn điều trị cho các bệnh nhân ung thư giai đoạn cuối.

Trong các thí nghiệm trên động vật trước đây, liệu pháp virus này đã tỏ ra hiệu quả đối với các khối u rắn đại trực tràng, khối u phổi, vú, buồng trứng và tuyến tụy.

Khi virus trở thành liều thuốc sống

Nhắc đến virus, bạn sẽ hình dung ra những sinh vật nhỏ bé, ghê gớm và truyền nhiễm. Thậm chí, chúng chỉ là những sinh vật zombie, nửa sống nửa chết. Đó là sự thật, hầu hết các virus cần ký sinh vào vật chủ và khi đó chúng gây bệnh – nhẹ thì cảm cúm nặng thì như SARS, HIV, Ebola…

Các virus hoạt động bằng cách xâm chiếm tế bào chủ, chiếm lấy các chức năng tế bào của nó, lợi dụng nguồn dinh dưỡng và tài nguyên để sao chép và giải phóng các hạt virus mới. Sau đó, các virus nhân lên theo cấp số nhân lại tiếp tục lây nhiễm nhiều tế bào và gây bệnh.

Nhưng không phải tất cả các virus đều xấu. Một số virus có thể được con người sử dụng để chữa bệnh. Ví dụ như trong liệu pháp thể thực khuẩn, các nhà khoa học sẽ sử dụng virus lây nhiễm vi khuẩn để chữa trị cho các bệnh nhân nhiễm trùng đa kháng thuốc.

Khi loại siêu vi khuẩn mà họ nhiễm đã kháng với tất cả các loại kháng sinh con người hiện có, những virus thể thực khuẩn chính là liều thuốc sống cuối cùng đối với họ. Năm 2016, một bác sĩ người Mỹ tên là Ali Khodadoust đã tiêm 100 triệu con virus vào lồng ngực mình để chữa một ổ nhiễm khuẩn tồn tại dai dẳng suốt 4 năm.

Năm 2018, một bé gái 15 tuổi người Anh bị nhiễm trùng gan và phổi cũng đã được cứu sống ngoạn mục nhờ liệu pháp thể thực khuẩn. Cô bé đã được tiêm hàng tỷ con virus vào người trong vòng 6 tuần và chúng đã giúp cô giữ lại được mạng sống trong thời khắc ngàn cân treo sợi tóc.

Không chỉ chữa bệnh nhiễm khuẩn, virus đôi khi cũng có thể giúp chúng ta chiến đấu chống lại chính các bệnh gây ra bởi một chủng virus khác nguy hiểm hơn. Ví dụ các nghiên cứu trên bệnh nhân HIV cho thấy ai bị nhiễm một chủng virus được gọi là Pegachus C (GBV-C) sẽ sống lâu hơn so với bệnh nhân không có nó.

GBV-C là một virus lành tính, không gây ra triệu chứng lâm sàng. Nhưng nó có thể làm chậm quá trình phát triển của HIV bằng cách chiếm lĩnh các thụ thể vật chủ, cạnh tranh không cho HIV xâm nhập vào tế bào.

Ngoài ra, chúng còn thúc đẩy quá trình giải phóng interferon và cytokine, các protein được tiết ra bởi tế bào bạch cầu có tác dụng kích hoạt phản ứng viêm và loại bỏ các tế bào hoặc mầm bệnh xâm nhập cơ thể.

Hoạt động trong một cơ chế tương tự, virus Herpes (dạng tiềm ẩn không gây triệu chứng) cũng có thể giúp các tế bào sát thủ (một loại tế bào bạch cầu tự nhiên trong cơ thể người) xác định tế bào ung thư hoặc các tế bào bị nhiễm các virus gây bệnh khác.

Virus trang bị cho các tế bào sát thủ những kháng nguyên (một chất lạ có thể gây ra phản ứng miễn dịch trong cơ thể), cho phép chúng xác định các tế bào khối u.

Đây vừa là chiến thuật cạnh tranh vừa là chiến thuật sinh tồn của virus, giúp chúng có thể tồn tại lâu hơn trong vật chủ. Bởi nếu bạn chết vì ung thư hay bệnh truyền nhiễm, các virus sớm muộn cũng sẽ chết sau khi cơ thể bạn ngừng hoạt động.

Virus có thể chữa ung thư

Trong hàng thập kỷ, nhiều nhà khoa học đã tự hỏi: Nếu virus có thể tấn công tế bào trong cơ thể, liệu chúng ta có thể dùng chúng để tấn công trực tiếp tế bào ung thư được hay không?

Mục tiêu là tạo ra một số chủng virus chỉ nhắm đến và tiêu diệt các tế bào ung thư mà bỏ qua hoặc để yên cho tế bào khỏe mạnh. Lĩnh vực đang phát triển này được gọi là "Oncolytic virus", hay nghiên cứu các virus chữa ung thư.

Trung tâm Y tế Quốc gia City of Hope ở California, Hoa Kỳ tham gia vào cuộc đua này với một ứng viên của họ được gọi là virus CF33-hNIS, hay Vaxinia. Liệu pháp hiện đang được cùng phát triển với công ty Imugene Limited.

Vaxinia ban đầu là một chủng virus gây bệnh đậu (CF33) thuộc họ Poxviridae. Nó từng được sử dụng để làm vắc-xin chống lại bệnh đậu mùa, một trong những dịch bệnh tàn khốc nhất lịch sử nhân loại.

Vào năm 1922, các nhà khoa học lần đầu tiên phát hiện CF33 có khả năng lây nhiễm và tiêu diệt tế bào ung thư. Đây cũng là loại "oncolytic virus" đầu tiên mở ra kỷ nguyên cho lĩnh vực nghiên cứu này.

Virus CF33 là một chủng virus DNA sợi kép. Nó rất ổn định về mặt di truyền, có vòng đời ngắn và lây lan nhanh chóng từ tế bào này sang tế bào khác mà không tích hợp vào bộ gen của vật chủ.

Để tăng thêm sức mạnh cho CF33, các nhà nghiên cứu tại Trung tâm Y tế Quốc gia City of Hope, Hoa Kỳ, dẫn đầu bởi giáo sư Yuman Fong đã thêm vào nó một gen gọi là hNIS (Human Sodium-Iodide Symporter).

Gen này có tác dụng giúp virus nhắm mục tiêu vào các tế bào ung thư. Theo như Imugene cho biết, Vaxinia có một "độ phân giải" cao đối với ung thư, nghĩa là nó cùng lúc nhắm mục tiêu được vào nhiều loại khối u, nhiều loại tế bào thuộc các bệnh ung thư khác nhau.

Các thử nghiệm trên động vật đã cho thấy Vaxinia có khả năng thu nhỏ các khối u ung thư ruột kết, ung thư phổi, vú, buồng trứng và tuyến tụy. Nó có thể tiêu diệt các khối u được tiêm virus trực tiếp, và cả những khối u nằm ngoài phạm vi không được tiêm.

Điều đặc biệt hơn là loại virus biến đổi gen này không chỉ lây nhiễm và gây hại cho các tế bào ung thư, nó còn khiến các tế bào này lộ diện trước hệ thống miễn dịch.

Virus mở đường cho liệu pháp miễn dịch

Chúng ta biết hệ thống miễn dịch của con người có 2 nhiệm vụ. Thứ nhất, nó cần hạ gục các tế bào ngoại lai làm hại cơ thể, các mầm bệnh, vi khuẩn và virus. Thứ hai, hệ thống miễn dịch không được làm hại các tế bào của chính cơ thể mình.

Nếu hệ miễn dịch tấn công các tế bào khỏe mạnh của cơ thể, nó sẽ gây ra các căn bệnh được gọi là bệnh tự miễn như: tiểu đường type 1 (khi tế bào miễn dịch tấn công tế bào đảo tụy), thiếu máu ác tính (khi tế bào miễn dịch tấn công tế bào tủy hoặc tế bào máu), lupus ban đỏ gây tổn thương đến gần như toàn bộ cơ thể…

Vấn đề đối với các khối u ung thư là chúng phát triển từ chính các tế bào trong cơ thể. Vì vậy, hệ miễn dịch không coi ung thư là một căn bệnh ngoại lai, chúng thường bỏ qua cho ung thư phát triển.

Gần đây, các nhà khoa học đang phát triển các liệu pháp miễn dịch được gọi là CAR-T, nhằm giúp tế bào miễn dịch của cơ thể nhận ra các tế bào ung thư là tế bào bệnh và tấn công chúng.

Đầu tiên, các bác sĩ sẽ nối cơ thể bệnh nhân vào một máy lọc máu. Cỗ máy sẽ tự động lọc các tế bào bạch cầu gọi là tế bào T ra khỏi máu của họ. Các tế bào này được chứa vào một bịch nhựa, trong khi các tế bào máu khác được truyền trở lại cơ thể bệnh nhân.

Các kỹ thuật viên sau đó mang túi nhựa chứa tế bào T về phòng thí nghiệm. Ở đó, họ sẽ dùng một virus lành tính, lây nhiễm các tế bào T để truyền một mã gen vào bộ gen của tế bào này.

Các mã di truyền từ virus hướng dẫn tế bào T tự mọc ra bên ngoài nó một thụ thể kháng nguyên nhân tạo gọi là CAR (chimeric antigen receptor). Thụ thể CAR được ví như những chiếc chìa khóa ở bên ngoài tế bào T, chúng có nhiệm vụ đi tìm đúng các ổ khóa khớp với mình trên tế bào ung thư.

Nhờ vậy, tế bào T sau khi có CAR sẽ biết được đâu là tế bào bệnh mà chúng cần tiêu diệt. Tổ hợp CAR-T này sau đó được các kỹ thuật viên ươm mầm lên hàng triệu bản trong phòng thí nghiệm, sau đó gói lại thành những bịch thuốc để truyền lại cho bệnh nhân ung thư.

Trong một số thử nghiệm lâm sàng và cả các ca bệnh thực tế, CAR-T đã cho hiệu quả rõ rệt, giúp một số bệnh nhân ung thư giai đoạn cuối, từng được coi là vô phương cứu chữa thuyên giảm đến mức hoàn toàn.

Tuy nhiên, điểm yếu của CAR-T đó là nó đòi hỏi kháng nguyên miễn dịch CAR phải được tinh chỉnh đặc biệt cho từng bệnh ung thư khác nhau. CAR chỉ có thể được huấn luyện để tấn công vào những tế bào ung thư nhất định, giống như một chiếc chìa khóa phải mở đúng ổ khóa của nó.

CAR-T đã hoạt động rất hiện quả trên các bệnh nhân mắc ung thư máu, nhưng nó lại tỏ ra hạn chế trong việc điều trị các khối u rắn, chiếm tới 90% các ca ung thư trên thế giới.

Imugene cho biết bản chất của sự thất bại này là do các chìa khóa CAR không thể mở được những ổ khóa kháng thể trên tế bào khối u rắn. Do đó, họ và các nhà khoa học tại Trung tâm Y tế Quốc gia City of Hope đã giải quyết điều này bằng cách dạy cho virus CF33-hNIS đột nhập vào tế bào ung thư và mở khóa chúng.

Virus CF33-hNIS được lắp thêm một gen biểu hiện thụ thể CD19, một khi nó lây nhiễm tế bào ung thư, gen này lại chỉ đạo tế bào biểu hiện ra ngoài nó các ổ khóa CD19, giúp tế bào CAR-T có chìa khóa chống lại CD-19 nhận biết và tiêu diệt tế bào ung thư này.

"Bây giờ là lúc để nâng cao hơn nữa sức mạnh của liệu pháp miễn dịch, và chúng tôi tin rằng CF33-hNIS có tiềm năng cải thiện kết quả cho bệnh nhân của chúng tôi, trong cuộc chiến với bệnh ung thư", phó giáo sư Daneng Li tại Khoa Nghiên cứu Ung thư & Trị liệu Y tế, Trung tâm Y tế Quốc gia City of Hope cho biết.

Trở lại với thử nghiệm lâm sàng của Vaxinia đang được tiến hành, nó sẽ được thực hiện trên 100 bệnh nhân đầu tiên có khối u rắn di căn, hoặc đang phát triển mà không thể bị ngăn chặn bởi hóa trị hoặc xạ trị.

Các bệnh nhân sẽ được chia làm hai nhóm, một nhóm chỉ dùng Vaxinia, nhóm còn lại sẽ kết hợp với pembrolizumab, một loại thuốc điều trị miễn dịch có thụ thể chống CD-19 để thử khả năng dẫn đường của Vaxinia.

Đây là một thử nghiệm lâm sàng giai đoạn I, nghĩa là nó nhắm đến mục tiêu kiểm tra độ an toàn và liều lượng tối ưu của virus. Nhưng các bác sĩ và nhà khoa học tại Trung tâm Y tế Quốc gia City of Hope cũng sẽ theo dõi xem liệu bệnh nhân có phản ứng với Vaxinia hay không? Liệu bệnh ung thư của họ có thuyên giảm và tỷ lệ sống sót của họ trong vài năm tới là bao nhiêu?

Quá trình thử nghiệm dự kiến sẽ hoàn thành vào đầu năm 2025, và các nhà khoa học tại Trung tâm Y tế Quốc gia City of Hope và Imugene sẽ liên tục cập nhật kết quả của họ. Một lần nữa, virus Vaxinia lại là nơi mà chúng ta đặt niềm tin, rằng một mầm bệnh cũng có thể được biến thành một liều thuốc sống.

Tổng hợp