Hình: Trong điều kiện nuôi cấy in vitro, các tế bào ung thư không lan rộng khi không có các điều kiện xơ cứng, thiếu oxy (bên trái), trái ngược với các tế bào ung thư được nuôi cấy không điều kiện xơ cứng và thiếu oxy (bên phải) đã bắt đầu lan rộng. (Hình ảnh ghi nhận của Celeste Nelson, Cục Kĩ thuật hóa học và sinh học)
Khoảng 400 năm trước Công nguyên, lần đầu tiên khi Hippocrates mô tả về ung thư, ông đã mô tả các khối u bệnh là “karkinos” – theo tiếng Hy Lạp nghĩa là “cua”. “Cha đẻ của Tây y” cũng chú thích rằng quá trình phát triển bệnh của ung thư bắt chước động vật giáp xác và độ cứng của khối u giống như vỏ bọc của một con cua.
Sau đó, các nhà khoa học bổ sung thêm các đặc tính khác: các khối u là do thiếu oxy. Điều này do chúng phát triển quá lớn và dày đặc làm loại bỏ các mạch máu, dẫn đến tình trạng thiếu oxy trong phần lõi của khối u. Nhưng đặc điểm này giữ vai trò gì trong sự phát triển của ung thư vẫn còn là một điều bí ẩn.
Để tiếp cận gần hơn với câu trả lời, các nhà khoa học từ Đại học Princeton và Trung tâm trị liệu ung thư Mayo đã phát hiện ra rằng, trong ung thư vú, độ cứng và sự thiếu oxy của khối u tác động đến một loạt chuyển đổi sinh học khiến các tế bào nhất dịnh tham gia vào chương trình thúc đẩy khối u. Như đã công bố trên tạp chí Nghiên cứu Ung thư, quá trình chuyển đổi sinh học này rất quan trọng với khả năng của khối u để xâm lấn vào mô khác, gọi là quá trình di căn và điều này có thể đem đến một mục tiêu trị liệu hứa hẹn.
Giáo sư Kĩ thuật Hóa học và Sinh học, Celeste Nelson, người đứng đầu nhóm tác giả cho biết các nghiên cứu cho thấy để chiến đấu với ung thư, chúng ta nên phát triển các phương pháp điều trị nhắm đến vùng xơ cứng, thiếu oxy của khối u. Các nhà khoa học đã rất ngạc nhiên khi thấy vai trò quan trọng của hai thuộc tính này (độ xơ cứng và sự thiếu oxy) trong môi trường khối u là điều hòa các tế bào gốc ung thư.
Các tế bào chuyên biệt bị kích hoạt bởi độ xơ cứng và sự thiếu oxy được gọi là tế bào gốc ung thư. Những tế bào này chỉ hiện hiện một phần nhỏ trong tổng số các tế bào khối u, nhưng các nhà nghiên cứu tin rằng chúng giữ một vai trò quan trọng trong việc di căn của bệnh. Cũng như các tế bào gốc bình thường giúp hình thành phôi hoặc hỗ trợ trong sự sửa chữa cơ, các tế bào gốc ung thư có vai trò chuyên biệt trong việc hình thành khối u ác tính mới. Ngoài việc lây lan ung thư, chỉ cần từ 10 đến 100 tế bào gốc ung thư còn sót lại là có thể tái tạo một khối u mới sau khi nó đã được loại bỏ.
Bằng cách sử dụng kĩ thuật nuôi cấy tế bào ung thư vú người và tế bào ung thư vú chuột, Nelson và cộng sự từ Pricenton và Trung tâm Mayo ở Jacksonville, Florida đã phát hiện ra mối quan hệ giữa một protein gọi kinase liên kết integrin và sự hình thành tế bào gốc ung thư. Thông thường, các kinase liên kết integrin hỗ trợ các tế bào bằng một loạt các nhiệm vụ quan trọng trong tế bào. Nhưng trong các khối u đặc và nghèo oxy, chức năng của protein này bị sai sót.
Trong phòng thí nghiệm, các nhà nghiên cứu tạo ra một loạt các điều kiện nuôi cấy tế bào ung thư vú người và chuột mô phỏng các điều kiện khác nhau của khối u. Họ thấy rằng điều kiện nuôi cấy xơ cứng, thiếu khí thực sự thúc đẩy các tế bào gốc ung thư. Nhưng khi loại bỏ các kinase liên kết integrin từ những mẫu này, họ thấy rằng các tế bào gốc ung thư ngừng hình thành. Ngược lại, khi làm bất thường nồng độ kinase liên kết integrin trong mẫu chứa mô mềm và hiếu khí, các tế bào gốc ung thư lại hình thành. Họ cũng khẳng định một liên kết quan trọng giữa độ cứng của khối u, kinase liên kết integrin và sự hiện diện của tế bào gốc ung thư trong các mẫu bệnh phẩm từ bệnh nhân ung thư vú. Các tế bào ung thư biểu hiện các marker của tế bào gốc ung thư và kinase liên kết integrin nằm tại các vùng có lượng collagen cao, điều kiện để ước lượng độ cứng trong một khối u.
Phát hiện này cho thấy độ xơ cứng và sự thiếu khí làm cho kinase liên kết integrin biểu hiện bất thường, dẫn đến sự hình thành tế bào gốc ung thư.
Có thể các đặc điểm khác trong khối u tạo thành các tế bào gốc ung thư, nhưng phát hiện này chỉ ra rằng điều kiện xơ cứng, thiếu khí và tác động của nó trên kinase liên kết integrin là hai trong số những đặc điểm nổi bật nhất. Các phát hiện này có thể hữu ích cho sự hiểu biết tốt hơn một số loại ung thư và phát triển các phương pháp điều trị cho những đặc trưng bởi các khối u rắn – bao gồm hơn ung thư vú.
Kiều Oanh
Theo Science Daily
