Siêu dự án gen mở ra kỷ nguyên mới trong trận chiến của con người với ung thư

Dự án Ung thư Pan, một nghiên cứu lớn kéo dài hàng thập kỷ của Hiệp hội Whole Genome – nơi tập hợp của hơn 1.300 nhà khoa học tại 750 cơ sở nghiên cứu trên toàn thế giới - đã kết thúc với kết quả thành công mỹ mãn.

Sau khi giải trình tự gen của gần 2.800 bệnh nhân mắc 38 loại ung thư khác nhau, các nhà khoa học nghĩ rằng họ đã lập được một bản đồ gen tiết lộ những bí mật chưa từng được giải đáp trước đây về căn bệnh.

Chẳng hạn như họ đã tìm ra 750 đột biến gây ung thư, trong đó có 100 đột biến nằm ngoài vùng mã hóa protein của bộ gen - một khu vực gen chưa có nghiên cứu nào khảo sát tới. Một số bệnh ung thư có nguồn gốc từ các mã đột biến cụ thể, có thể dao động từ 1 cho đến hơn 100.000 đột biến.

Nhiều đột biến trong tập hợp này đã xảy ra trước thời điểm bệnh nhân được chẩn đoán hàng chục năm, thậm chí chúng đã tích lũy ngay từ thời thơ ấu của họ.

Do đó, Dự án Ung thư Pan được cho là sẽ mở ra một kỷ nguyên mới trong trận chiến của con người với ung thư. Ở đó, chúng ta sẽ có được các phương pháp chẩn đoán sớm hơn, chính xác hơn và cả các phương pháp chữa trị nhắm mục tiêu tốt hơn.

Kết quả của nghiên cứu đồ sộ này đã được trình bày trong 23 bài báo khoa học công bố trên tạp chí Nature và các tạp chí chuyên ngành con của Nature.

"Với kiến thức có được về nguồn gốc và sự phát triển của những khối u, chúng tôi có thể phát triển các công cụ và liệu pháp mới để phát hiện ung thư sớm hơn, phát triển các liệu pháp nhắm mục tiêu chính xác hơn và điều trị bệnh nhân thành công hơn", Lincoln Stein, thành viên của ban chỉ đạo dự án, cho biết trong một tuyên bố của Viện nghiên cứu ung thư Ontario.

Trong khi đó, Peter Campbell, một thành viên khác của ban chỉ đạo dự án đến từ Viện Wellcome Sanger nhận định công trình mới đã làm sáng tỏ một điểm chính, đó là sự đa dạng trong bộ gen ung thư.

"Phát hiện nổi bật nhất là sự khác nhau giữa bộ gen ung thư của một người so với những người khác", ông nói.

Nghiên cứu đã tìm thấy hàng ngàn sự kết hợp của các đột biến trong các bệnh ung thư riêng lẻ, cũng như hơn 80 quá trình gây ra đột biến, một số trong số chúng liên quan đến tuổi tác và những đột biến khác được thừa hưởng từ di truyền hoặc liên quan đến các yếu tố lối sống như hút thuốc lá.

Nhưng trong phạm vi rộng lớn ấy có một "chủ đề thú vị", Campbell nói. Đó là việc dự án nghiên cứu này đã tìm thấy sự phát triển sớm của một số bệnh ung thư. Một số bệnh có thể đã bắt đầu từ hàng chục năm trước khi chẩn đoán được xác nhận, thậm chí từ thời thơ ấu của bệnh nhân.

"Điều này cho thấy cửa sổ cơ hội can thiệp sớm rộng hơn nhiều so với chúng ta dự kiến", Campbell giải thích thêm.

Nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng các mô hình đột biến và nơi chúng xảy ra có thể giúp xác định khoảng 1-5% bệnh ung thư không thể chẩn đoán bằng các phương pháp thông thường.

Một bộ gen được giải trình tự thậm chí có thể tiết lộ một số bệnh ung thư đôi khi vẫn bị chẩn đoán sai.

Dự án Ung thư Pan được cho là sẽ mở ra một kỷ nguyên mới trong trận chiến của con người với ung thư.

Hầu hết các công việc giải trình tự bộ gen ung thư trước đây chỉ tập trung vào khoảng 1% vùng được gọi là gen mã hóa protein. Nhưng Dự án Ung thư Pan đã giải trình tự toàn bộ bộ gen, để phát hiện ra các đột biến gây ung thư trong 99% còn lạ, được gọi là gen không mã hóa.

Các nhà nghiên cứu đã tìm thấy sự khác biệt lớn về số lượng đột biến trong một bệnh ung thư nhất định. Và sự khác biệt này cũng rất đa dạng. Các bệnh ung thư ở trẻ em chỉ sở hữu rất ít dạng đột biến, trong khi đó, ung thư phổi có thể được hình thành từ 100.000 đột biến khác nhau.

Và trong 5% số ca bệnh ung thư được nghiên cứu, không có một đột biến nào được tìm thấy, ngụ ý rằng vẫn có những đột biến tiềm ẩn quyết định đến nguy cơ mắc ung thư của một ai đó.

Việc giải trình tự bộ gen ung thư giúp chúng ta xác định được rất nhiều loại đột biến khác nhau – từ sự thay đổi của từng mã gen trong một DNA riêng lẻ cho đến những đột biến có quy mô lớn hơn nhiều. Nhưng tất cả đều có thể gây ra ung thư.

Nó cũng tiết lộ rằng ung thư ở các bộ phận khác nhau của cơ thể đôi khi giống nhau hơn so với những gì chúng ta từng nghĩ.

Joachim Weischenfeldt, đồng tác giả và phó giáo sư tại Đại học Copenhagen cho biết: "Chúng ta có thể có một loại ung thư vú và ung thư tuyến tiền liệt xuất phát từ cùng những đột biến giống nhau. Điều này có nghĩa là bệnh nhân bị ung thư tuyến tiền liệt có thể hưởng lợi từ phác đồ điều trị giống như một bệnh nhân ung thư vú".

Các con đường dẫn đến bệnh ung thư đã được tiết lộ.

 Về mặt thực tế, các phát hiện này sẽ giúp việc xác định các ca ung thư khó chẩn đoán, cho phép điều trị nhắm mục tiêu chính xác hơn vào các đột biến cụ thể, chịu trách nhiệm đằng sau từng bệnh ung thư.

Và nó cũng có thể mở ra cơ hội chẩn đoán sớm để theo dõi và điều trị sớm. "Chúng tôi đang dần nhận thấy rằng ung thư không phải kết quả cuối cùng của một sự thay đổi lớn", Campbell nói. Đó có thể là những thay đổi tích lũy trong nhiều năm.

"Nếu chúng ta có thể hiểu điều gì sẽ xảy ra trong các cơ quan nội tạng khi chúng ta già đi, nguyên nhân gây ra các đột biến tích lũy, nguyên nhân khiến một số tế bào sinh sôi quá phát [để trở thành ung thư] trong khi số khác teo dần đi, một lối sống lành lạnh sẽ có tác động thế nào tới sự cân bằng này, thì chúng ta có thể nghĩ về những phương pháp can thiệp sớm, với mục đích ngăn chặn hoặc làm chậm sự xuất hiện của các bệnh ung thư không thể điều trị được", Campbell kết luận.

Tham khảo Science, Nature