Các phương pháp điều trị ung thư mới có thể đang trong quá trình triển khai — nhờ vaccine mRNA

Đại dịch COVID-19 đã đưa vắc-xin mRNA vào ánh đèn sân khấu. Nhưng công nghệ này cũng có thể được chứng minh là một vũ khí mạnh mẽ chống lại các bệnh ung thư khó chữa.

Ảnh minh hoạ: Internets

Molly Cassidy đang ôn thi cho kỳ thi đại học ở Arizona vào tháng 2 năm 2019 thì cô ấy cảm thấy đau dữ dội ở tai. Cơn đau cuối cùng lan xuống hàm, khiến cô phát hiện ra một vết sưng dưới lưỡi. Cassidy, người cũng có bằng Tiến sĩ, nhớ lại: “Tôi đã được một số bác sĩ nói với tôi rằng nó liên quan đến căng thẳng vì tôi đang học cho quán bar và tôi có một cậu con trai 10 tháng tuổi. trong giáo dục. Sau khi tiếp tục đi khám, cô phát hiện ra mình mắc một dạng ung thư vùng đầu cổ cần điều trị tích cực.

Sau khi các bác sĩ cắt bỏ một phần lưỡi cùng với 35 hạch bạch huyết, Cassidy đã trải qua 35 đợt xạ trị đồng thời với ba đợt hóa trị. Mười ngày sau khi hoàn thành điều trị, Cassidy nhận thấy một cục u giống như đá cẩm thạch trên xương đòn của mình. Căn bệnh ung thư đã quay trở lại - và với một sự báo thù: Nó đã di căn khắp cổ và đến phổi của cô ấy. Cassidy, 38 tuổi, sống ở Tucson, cho biết: “Đến thời điểm đó, tôi thực sự không còn lựa chọn vì các phương pháp điều trị khác không hiệu quả. “Vào mùa hè năm 2019, tôi được thông báo rằng căn bệnh ung thư của tôi rất nặng và tôi phải giải quyết ổn thỏa công việc của mình. Tôi thậm chí đã lên kế hoạch cho đám tang của mình ”.

Khi các bác sĩ loại bỏ khối u khỏi xương đòn của cô ấy, họ nói với cô ấy rằng cô ấy có thể đủ điều kiện tham gia một thử nghiệm lâm sàng tại Trung tâm Ung thư Đại học Arizona đang thử nghiệm vắc-xin mRNA (axit ribonucleic truyền tin) — công nghệ tương tự như Pfizer và Moderna COVID- 19 loại vắc xin — kết hợp với một loại thuốc điều trị miễn dịch để điều trị ung thư đại trực tràng và ung thư đầu và cổ. Trong khi vắc-xin COVID-19 là vắc-xin phòng bệnh, vắc-xin mRNA cho bệnh ung thư là liệu pháp điều trị, và Cassidy đã chớp lấy cơ hội tham gia. “Tôi đã đến đúng nơi vào đúng thời điểm cho thử nghiệm lâm sàng này,” cô nói.

Quay lại thời điểm mọi người lần đầu tiên nghe nói về vắc-xin COVID-19 của Pfizer-BioNTech và Moderna, công nghệ mRNA đằng sau chúng nghe giống như công cụ khoa học viễn tưởng. Nhưng trong khi cách tiếp cận mRNA có vẻ mang tính cách mạng, từ rất lâu trước khi mọi người nghe nói về COVID-19, các nhà nghiên cứu đã phát triển vắc-xin mRNA để chống ung thư, các bệnh tự miễn như bệnh đa xơ cứng và để bảo vệ chống lại các bệnh truyền nhiễm khác, chẳng hạn như vi rút hợp bào hô hấp . Daniel Anderson, một nhà lãnh đạo trong lĩnh vực điều trị nano và vật liệu sinh học tại Viện Công nghệ Massachusetts và thành viên của Viện Nghiên cứu Ung thư Tích hợp Koch.

Hiện tại, các thử nghiệm lâm sàng giai đoạn một và giai đoạn hai đang tuyển dụng những người tham gia hoặc đang được tiến hành để đánh giá hiệu quả, khả năng dung nạp và độ an toàn của vắc xin mRNA điều trị để điều trị các dạng ung thư khác nhau. Chúng bao gồm các khối u ác tính , ung thư phổi không phải tế bào nhỏ , ung thư dạ dày , ung thư vú , ung thư buồng trứng , và ung thư tuyến tụy , trong số những người khác.

“Một trong những điểm hay của công nghệ này là nó có thể được sử dụng cho những người không biết về loại ung thư của họ - không quan trọng đó là ung thư vú hay ung thư phổi miễn là bạn có thể xác định được các đột biến của nó,” bác sĩ Van Morris cho biết và một trợ lý giáo sư về ung thư đường tiêu hóa tại Trung tâm Ung thư MD Anderson của Đại học Texas ở Houston, người đang dẫn đầu một thử nghiệm lâm sàng giai đoạn hai khám phá việc sử dụng vắc-xin mRNA cá nhân hóa cho bệnh nhân ung thư đại trực tràng giai đoạn II hoặc giai đoạn III. “Một trong những điều thú vị là khả năng thích ứng của công nghệ dựa trên một căn bệnh ung thư nhất định và đặc điểm sinh học cơ bản của căn bệnh ung thư đó”.

Trong suốt 27 tuần, Cassidy đã được tiêm 9 mũi vắc xin mRNA cá nhân hóa cùng với việc truyền vào tĩnh mạch một loại thuốc trị liệu miễn dịch có tên là Pembrolizumab. Cô gặp bác sĩ của mình, Julie E. Bauman, phó giám đốc Trung tâm Ung thư Đại học Arizona, hàng tuần, lúc đầu, sau đó ba tuần một lần; cô ấy cũng đã được chụp cắt lớp vi tính thường xuyên. Sau mỗi lần tiêm, Cassidy sẽ lên cơn sốt và cảm thấy kiệt sức - kèm theo mệt mỏi và đau nhức cơ thể - trong 24 giờ. “Hệ thống miễn dịch của tôi thực sự bùng phát, đó là điều chúng tôi muốn xảy ra để nó có thể chống lại bệnh ung thư,” cô giải thích. Vào thời điểm kết thúc quá trình điều trị vào tháng 10 năm 2020, kết quả chụp CT của Cassidy đã sạch sẽ: Không có bằng chứng về bệnh ung thư trong cơ thể cô.

Một thông điệp trong một cây kim

Ở cấp độ cơ bản, "những gì chúng tôi đang cố gắng làm với vắc-xin mRNA cho bệnh ung thư là cảnh báo hệ thống miễn dịch về khối u để hệ thống miễn dịch tấn công nó - về cơ bản đó là phần mềm sinh học", John Cooke, một bác sĩ và giám đốc y tế giải thích của Trung tâm Trị liệu RNA tại Houston Methodist. “Các loại vắc-xin đang được phát triển để chống lại các bệnh ung thư mà hiện tại vẫn chưa có giải pháp tốt hoặc nơi các bệnh ung thư có khả năng di căn”.

Một số vắc xin mRNA cho bệnh ung thư áp dụng phương pháp tiếp cận không có sẵn: Những loại vắc xin làm sẵn này được thiết kế để tìm kiếm các protein đích xuất hiện trên bề mặt của một số khối u ung thư nhất định. Hiện tại chúng hoạt động tốt như thế nào là một vấn đề được suy đoán, nhưng một số chuyên gia vẫn lo ngại. “Câu hỏi đặt ra là: Mục tiêu là gì? David Braun, bác sĩ chuyên khoa ung thư tại Viện Ung thư Dana-Farber và Trường Y Harvard, người chuyên về liệu pháp miễn dịch, cho biết: Rốt cuộc, với bệnh ung thư, không có mục tiêu chung như cách có với protein tăng đột biến của coronavirus và các đột biến DNA trong tế bào ung thư thay đổi từ bệnh nhân này sang bệnh nhân khác.

Các chuyên gia cho biết đây là lúc vắc-xin ung thư mRNA được cá nhân hóa đi vào bức tranh — và chúng có thể hứa hẹn hơn. Với phương pháp cá nhân hóa, một mẫu mô được lấy từ khối u của bệnh nhân và DNA của họ được phân tích để xác định các đột biến giúp phân biệt tế bào ung thư với tế bào khỏe mạnh bình thường, Bauman, người cũng là trưởng khoa huyết học / ung thư tại Đại học UA, giải thích. của Medicine-Tucson. Máy tính so sánh hai mẫu DNA để xác định các đột biến duy nhất trong khối u, sau đó kết quả được sử dụng để thiết kế một phân tử mRNA sẽ đi vào vắc-xin. Việc này thường được thực hiện trong vòng bốn đến tám tuần - “đó là một chuyến tham quan kỹ thuật bắt buộc để có thể làm được điều đó” Robert A nói. Seder, trưởng Bộ phận Miễn dịch Tế bào của Trung tâm Nghiên cứu Vắc xin tại Viện Dị ứng và Bệnh truyền nhiễm Quốc gia.

Sau khi tiêm vắc-xin mRNA vào bệnh nhân, mRNA sẽ thông báo cho các tế bào của bệnh nhân sản xuất các protein có liên quan đến các đột biến cụ thể trên khối u của họ. Morris giải thích, các mảnh protein khối u được tạo ra từ mRNA sau đó được hệ thống miễn dịch của bệnh nhân nhận ra. Về cơ bản, các hướng dẫn mRNA huấn luyện các tế bào T của hệ thống miễn dịch - tế bào máu trắng giúp chúng ta chống lại virus - để nhận ra 20 đột biến trong tế bào ung thư và chỉ tấn công những đột biến đó. Hệ thống miễn dịch rà soát cơ thể theo nhiệm vụ tìm kiếm và tiêu diệt để tìm kiếm các tế bào khối u tương tự.

Anderson giải thích: “Một trong những điều mà ung thư làm là nó có thể bật tín hiệu để yêu cầu hệ thống miễn dịch im lặng để ung thư không bị phát hiện. "Mục tiêu của vắc-xin mRNA là cảnh báo và thiết lập hệ thống miễn dịch để theo đuổi các tính năng đặc trưng của tế bào khối u và tấn công chúng."

Bauman nói: “Vắc xin ung thư được cá nhân hóa đánh thức các tế bào T giết người chuyên biệt nhận ra các tế bào bất thường và kích hoạt chúng để tiêu diệt các tế bào ung thư. "Vấn đề là sử dụng hệ thống miễn dịch của chính chúng ta như một đội quân để loại bỏ ung thư."

Morris nói: “Đây là hình ảnh thu nhỏ của y học cá nhân hóa. “Đó là một cách tiếp cận mang tính cá nhân hóa cao, rất cụ thể, không phải là một phương pháp điều trị duy nhất cho tất cả”.

Thách thức phía trước

Mặc dù có sự nhiệt tình và hứa hẹn đối với loại điều trị ung thư này, nhưng điều quan trọng cần nhớ là: “Đây là những ngày đầu và kết quả sẽ khác so với thành công ngay lập tức của vắc-xin COVID-19,” Seder nói. Thứ nhất, vắc-xin ung thư mRNA sẽ không có sẵn với tốc độ kỷ lục như cách vắc-xin COVID-19 đã làm theo ủy quyền sử dụng khẩn cấp; vắc-xin ung thư sẽ cần nhiều năm thử nghiệm và thử nghiệm lâm sàng.

Một lý do giải thích cho sự khác biệt về thời gian phát triển của vắc xin mRNA COVID-19 so với vắc xin mRNA ung thư bắt nguồn từ mục tiêu điều trị của chúng. Các vắc xin mRNA hiện tại nhằm mục đích ngăn ngừa COVID-19: Chúng được thiết kế để bảo vệ mọi người khỏi vi rút bằng cách cung cấp bản xem trước của protein đột biến đặc biệt của coronavirus, để nếu họ gặp phải vi rút, hệ thống miễn dịch của họ có thể chống lại nó. Ngược lại, vắc xin mRNA ung thư là liệu pháp: Chúng được đưa cho bệnh nhân để dạy hệ thống miễn dịch của họ tìm kiếm và tiêu diệt các tế bào khối u hiện có.

Một thách thức khác với vắc-xin mRNA là tìm ra cách chế tạo một hạt nano có thể đưa RNA thông tin một cách hiệu quả đến nơi nó cần đến. Anderson giải thích: “Nếu nó không được bảo vệ, RNA thông tin sẽ không đi vào tế bào, và nó sẽ nhanh chóng bị phân hủy khi bạn đưa vào cơ thể. “Chúng ta có thể bảo vệ nó và đưa nó vào bên trong tế bào bằng cách bao bọc nó trong một hạt nano giống lipid”. Bằng cách này, các hạt nano có thể trốn tránh cơ chế thanh thải của cơ thể và xâm nhập vào đúng tế bào. (Hiện nay, các hạt nano dựa trên lipid là hệ thống phân phối phổ biến nhất được sử dụng trong các thử nghiệm lâm sàng đối với vắc xin mRNA để điều trị ung thư.)

Tuy nhiên, ngay cả với một hệ thống phân phối tối ưu, không có khả năng rằng vắc xin mRNA sẽ là thuốc chữa bách bệnh cho tất cả các bệnh ung thư. Nhưng chúng là một công cụ đầy hứa hẹn khác để điều trị các bệnh ung thư tiến triển hoặc không thể chữa khỏi. Và các nhà nghiên cứu đang tìm hiểu xem liệu vắc-xin mRNA có thể được kết hợp với các liệu pháp dựa trên miễn dịch khác, chẳng hạn như chất ức chế điểm kiểm soát (giải phóng phanh tự nhiên trên hệ thống miễn dịch để tế bào T có thể nhận ra và tấn công khối u) hay liệu pháp tế bào T áp dụng (trong đó T tế bào được thu hoạch từ máu hoặc khối u của bệnh nhân, được kích thích để phát triển trong phòng thí nghiệm, sau đó được tái sử dụng vào bệnh nhân để giúp cơ thể nhận biết và tiêu diệt các tế bào khối u).

Tại thời điểm này, có rất ít nghiên cứu được công bố về các thử nghiệm với vắc-xin ung thư mRNA ở người, nhưng có rất nhiều niềm lạc quan. Trong một thử nghiệm giai đoạn một nghiên cứu việc sử dụng vắc-xin mRNA cùng với chất ức chế điểm kiểm soát miễn dịch trong điều trị ung thư đầu và cổ hoặc ung thư đại trực tràng, Bauman và các đồng nghiệp của cô đã tìm thấy những khác biệt đáng chú ý: Năm trong số 10 bệnh nhân bị ung thư đầu và cổ. , liệu pháp kết hợp thu nhỏ khối u và hai bệnh nhân không phát hiện được ung thư sau khi điều trị; ngược lại, 17 bệnh nhân ung thư đại trực tràng không đáp ứng với điều trị kết hợp.

Bauman giải thích: “Với ung thư đại trực tràng, hệ thống miễn dịch không có nhiều hoạt động — các tế bào ung thư ẩn náu tốt hơn. “Trong một số trường hợp, nó có thể không đủ để cho hệ thống miễn dịch thấy ung thư trông như thế nào”. Các tế bào T cần tiếp cận ung thư và loại bỏ nó. Điều đó đã không xảy ra với những bệnh nhân bị ung thư đại trực tràng.

Hy vọng vào đường chân trời

Trong khi đó, một số phát hiện đầy hứa hẹn đang xuất hiện từ các nghiên cứu trên động vật. Trong một nghiên cứu trên tạp chí Molecular Therapy , phát hành năm 2018 ,  các nhà nghiên cứu đã chế tạo vắc xin mRNA được kết hợp với kháng thể đơn dòng (kháng thể tổng hợp được tạo ra trong phòng thí nghiệm) để tăng cường lợi ích chống khối u trong điều trị ung thư vú thể ba âm tính, vốn nổi tiếng là hung hãn và có tỷ lệ di căn cao và tiên lượng xấu. Họ phát hiện ra rằng những con chuột được điều trị bằng liệu pháp kết hợp có phản ứng miễn dịch chống khối u được tăng cường đáng kể so với những con chỉ được tiêm vắc-xin hoặc kháng thể đơn dòng. Và một nghiên cứu trên tạp chí ACS Nano năm 2019 phát hiện ra rằng khi những con chuột bị ung thư hạch (ung thư hệ bạch huyết) được tiêm vắc-xin mRNA cùng với thuốc ức chế điểm kiểm soát, chúng đã giảm đáng kể sự phát triển của khối u và 40% trong số chúng bị thoái triển hoàn toàn.

Nếu vắc-xin mRNA được chứng minh là có hiệu quả, các bác sĩ và nhà nghiên cứu hy vọng rằng cuối cùng vắc-xin có thể được phát triển để điều trị một số bệnh ung thư, ngăn ngừa tái phát và thậm chí có thể ngăn ngừa một số bệnh ung thư ở những người có khuynh hướng di truyền với chúng. Cooke nói: “Tôi nghĩ rằng đây sẽ là một mũi tên khác khiến các bác sĩ ung thư mang lại cơ hội tốt hơn cho bệnh nhân của họ. “Và nếu vắc-xin dự phòng ung thư có hiệu quả, chúng có thể biến ung thư thành một căn bệnh có thể phòng ngừa được.”

Trong khi đó, Molly Cassidy đã rất tin tưởng vào sức mạnh của vắc-xin mRNA để điều trị các bệnh ung thư nguy hiểm. Những ngày này, cô ấy cảm thấy tuyệt vời và tận hưởng cuộc sống như một bà mẹ nội trợ với con trai ba tuổi, chồng và các con riêng của cô ấy. Cassidy nói: “Bác sĩ của tôi sẽ không nói rằng tôi đã khỏi bệnh, nhưng cô ấy rất hài lòng với vị trí của tôi. “Phương pháp điều trị này đã cứu mạng tôi và tôi vô cùng biết ơn các bác sĩ của mình”.

Một số chuyên gia nói rằng có thể tưởng tượng được rằng chúng ta có thể thấy một loại vắc-xin mRNA điều trị ung thư được Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm phê duyệt trong vòng 5 năm tới. Bauman nói: “Nếu chúng ta có thể tận dụng khả năng của hệ thống miễn dịch để loại bỏ chính xác những kẻ xâm lược ngoại lai như ung thư, thì đó sẽ là một ngày tuyệt vời.