Một nghiên cứu mới của các nhà khoa học tại Trung tâm y tế UT Southwestern-Hoa Kỳ cho thấy, các tế bào ung thư giải phóng một lượng axit đậm đặc hơn đáng kể so với trước đây, tạo thành một "bức tường axit" có thể ngăn chặn tế bào miễn dịch tấn công khối u.

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Biomedical Engineering, có thể mở đường cho các phương pháp điều trị ung thư mới làm thay đổi môi trường axit xung quanh khối u. Tiến sĩ Jinming Gao cho biết: “Nghiên cứu này cho thấy tính axit ngoại bào phân cực chưa được công nhận trước đây phổ biến xung quanh các tế bào ung thư”.

Trong gần một thế kỷ, các nhà khoa học đã biết những khối u có tính axit (nghĩa là độ pH của chúng, thước đo độ axit, dưới 7) nhưng chỉ cao hơn một chút so với hầu hết các mô khỏe mạnh trong cơ thể. Ví dụ, độ pH trung bình của cơ người khi nghỉ ngơi là khoảng 7,4, nhưng độ pH trung bình của các khối u ác tính ở người là khoảng 6,8.

Vài năm trước, Tiến sĩ Jinming Gao và các đồng nghiệp của ông đã thiết kế một bộ hạt nano phát sáng ở các mức độ axit cụ thể. Họ phát hiện thấy một chất gọi là pegsitacianine-phát sáng ở độ pH 5,3-phát huỳnh quang rực rỡ trong các khối u. Hạt nano này hiện đã vượt qua thử nghiệm lâm sàng giai đoạn 2 ở bệnh nhân như một công cụ phẫu thuật ung thư dưới hướng dẫn bằng hình ảnh.

Vào năm 2023, pegsitacianine đã được Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ công nhận là Liệu pháp đột phá, là bước thúc đẩy quá trình phát triển và đánh giá các loại thuốc đầy hứa hẹn. Tuy nhiên, Tiến sĩ Jinming Gao cho biết, vẫn chưa rõ tại sao pegsitacianine lại phát huỳnh quang vì tính axit của khối u được cho là quá nhẹ để kích hoạt nó. Để trả lời câu hỏi này, nhóm nghiên cứu đã chụp ảnh các tế bào riêng lẻ được lấy mẫu từ nhiều loại ung thư ở người và chuột, bao gồm phổi, vú, u ác tính và u nguyên bào thần kinh đệm, bằng cách sử dụng đầu dò pegsitacianine. Họ phát hiện ra rằng các đầu dò sáng lên ở một bên của tế bào ung thư nhưng không sáng lên ở bên kia, cho thấy tính axit của chúng bị phân cực. Tính axit này là kết quả của việc tiết ra axit lactic, chất mà tế bào khối u sản xuất như một chất thải sau khi tiêu hóa glucose hoặc đường trong máu. Khi họ thực hiện các thí nghiệm tương tự trên mô khối u, hình ảnh cho thấy nhiều tế bào ung thư ưu tiên bơm axit ra khỏi tế bào ung thư lân cận và vào môi trường ngoại bào, tạo thành vùng có độ axit cao hơn ở rìa khối u.

Còn mẫu từ khối u ở người cho thấy bức tường axit này thực tế không có tế bào T CD8+ trong khối u, một loại tế bào miễn dịch được biết đến để chống lại ung thư. Khi nhóm nuôi cấy tế bào ung thư và tế bào T CD8+ cùng nhau trong đĩa petri đã được axit hóa đến độ pH 5,3, các tế bào ung thư sẽ không bị ảnh hưởng trong khi tế bào T CD8+ bị tiêu diệt trong vòng ba giờ, gợi ý rằng tính axit mạnh này có thể ngăn chặn sự tấn công của tế bào miễn dịch mà không gây hại cho tế bào ung thư.

Nghiên cứu trước đây của Phòng thí nghiệm tiến sĩ Jinming Gao cũng chỉ ra rằng lactate giúp tăng cường hoạt động chống ung thư của các tế bào miễn dịch. Ông nói rằng vì axit lactic dường như có tác dụng ngược lại nên các chiến lược điều trị trong tương lai có thể tập trung vào việc chuyển đổi axit lactic thành lactate để thúc đẩy hành động tấn công miễn dịch. Ông cho biết thêm, các phương pháp điều trị tiềm năng khác hiện đang được nghiên cứu tại Trung tâm y tế UT Southwestern và một số nơi khác khai thác tính axit tương đối của khối u, chẳng hạn như chất mang thuốc nhạy cảm với pH giải phóng hóa trị bên trong khối u, có thể cần điều chỉnh dựa trên độ axit cao hơn được tiết lộ trong nghiên cứu này.

Tiến sĩ Gao lưu ý rằng khám phá này sẽ dẫn đến một số hướng nghiên cứu mới, chẳng hạn như các nghiên cứu để hiểu rõ hơn về cách tế bào ung thư phân cực sự bài tiết axit của chúng, làm thế nào các tế bào đó có thể chịu được mức độ axit giết chết tế bào T CD8+, và cách ức chế bài tiết axit để tế bào T tiêu diệt tế bào ung thư tốt hơn.

Đ.T.V (NASATI), theo https://medicalxpress.com/4/2024