Các nhà nghiên cứu tại Đại học Tufts đã tạo ra một loại vaccine ung thư mới giúp tăng cường khả năng nhận diện kháng nguyên khối u của hệ miễn dịch. Phương pháp này tạo ra phản ứng miễn dịch mạnh mẽ và thiết lập trí nhớ miễn dịch lâu dài, giảm khả năng tái phát khối u.

Không giống như vaccine ung thư truyền thống nhắm vào kháng nguyên cụ thể, vaccine mới sử dụng dung dịch ly giải - hỗn hợp các mảnh protein từ bất kỳ khối u rắn nào, loại bỏ nhu cầu xác định kháng nguyên đặc hiệu của khối u. Vaccine đã được thử nghiệm trên động vật, cho thấy hiệu quả chống lại nhiều khối u rắn, bao gồm u ác tính, ung thư vú ba âm tính, ung thư phổi Lewis và ung thư buồng trứng không thể phẫu thuật.

Vaccine ung thư nhắm vào hệ thống bạch huyết và tăng cường khả năng kích hoạt tế bào T để tiêu diệt khối u. Ở đây, ba tế bào T (màu xanh) được hiển thị đang tấn công và phá vỡ một tế bào ung thư (Ảnh: Yu Zhao)

Vaccine do giáo sư Qiaobing Xu, chuyên ngành kỹ thuật y sinh Đại học Tufts và các đồng nghiệp phát triển, dựa trên nghiên cứu trước đó về biểu hiện kháng nguyên đặc hiệu. Vaccine sử dụng hạt nano lipid mang mRNA vào hệ bạch huyết để tăng cường phản ứng miễn dịch.

"Chúng tôi đã cải thiện đáng kể thiết kế vaccine ung thư bằng cách áp dụng cho bất kỳ khối u rắn nào có thể tạo ra hỗn hợp protein, thậm chí cả khối u không rõ nguồn gốc, mà không cần chọn trình tự mRNA. Sau đó, chúng tôi bổ sung AHPC (phân tử giúp cải thiện khả năng kích hoạt miễn dịch của vaccine ung thư), giúp đưa các mảnh protein từ tế bào ung thư vào đường dẫn phản ứng miễn dịch", ông Xu cho biết.

Cơ chế hoạt động của vaccine

Khác với vaccine truyền thống được thiết kế nhằm ngăn ngừa bệnh truyền nhiễm do vi khuẩn hoặc virus, vaccine ung thư kích thích hệ miễn dịch nhận diện và tấn công tế bào bị bệnh. Các liều tiêm được thiết kế để điều trị hơn là phòng ngừa, loại bỏ bệnh hiện có. Hiện thế giới đã có một số loại vaccine phòng ngừa ung thư, nhưng thường nhắm vào virus liên quan, chẳng hạn HPV gây ung thư cổ tử cung.

Chìa khóa giúp vaccine ung thư mới đạt hiệu quả cao nằm ở khả năng hướng kháng nguyên từ khối u vào hệ miễn dịch một cách hiệu quả. Đây giống như sự trình diện một loạt nghi phạm xếp theo hàng, nơi mỗi kháng nguyên được hệ thống miễn dịch quyết định xem nó có phải là “nghi phạm” hay không.

Thông thường, quá trình thu thập và đưa kháng nguyên vào các tế bào trình diện như đại thực bào hay tế bào tua (có thể xem như "đồn cảnh sát" của hệ miễn dịch) diễn ra khá chậm và kém hiệu quả, đặc biệt là với kháng nguyên từ khối u. Để khắc phục điều này, nhóm nghiên cứu tại Đại học Tufts đã phát triển một phương pháp hai giai đoạn nhằm tăng cường khả năng nhận diện và kích hoạt hệ miễn dịch.

Đầu tiên, họ sử dụng phân tử AHPC để "đánh dấu" các protein khối u bằng một thẻ đặc biệt gọi là ubiquitin. Nhờ đó, các tế bào miễn dịch có thể dễ dàng nhận diện và xử lý những protein này thành các mảnh nhỏ để trình diện cho hệ miễn dịch. Tiếp theo, các protein khối u đã được xử lý sẽ được đóng gói vào các hạt lipid siêu nhỏ, được thiết kế để di chuyển trực tiếp đến các hạch bạch huyết, nơi tập trung nhiều tế bào trình diện kháng nguyên nhất.

Khi thử nghiệm trên động vật mắc các loại ung thư như ung thư da (melanoma), ung thư vú ba âm tính, ung thư phổi Lewis và ung thư buồng trứng giai đoạn cuối, vaccine đã kích hoạt mạnh mẽ các tế bào T gây độc. Những tế bào này tấn công khối u, giúp kìm hãm sự phát triển và ngăn chặn di căn.

"Điều trị ung thư luôn cần một chiến lược tổng hợp. Việc kết hợp vaccine ung thư với phẫu thuật, hóa trị và các liệu pháp khác giúp tăng hiệu quả tiêu diệt tế bào ung thư và giảm nguy cơ tái phát trong thời gian dài", giáo sư Xu nói.