Ứng dụng hạt nano trong việc khắc phục bệnh leukemia (Bệnh ung thư máu/bệnh bạch cầu)

Phó giáo sư dược phẩm của UConn, Xiuling Lu, cùng với giáo sư hóa học Rajeswari M. Kasi, là thành viên của nhóm nghiên cứu gần đây đã đăng tải một bài nghiên cứu trên tạp chí Nature Cell Biology tìm thấy một loại thuốc hóa trị thường dùng có thể được tái sử dụng để điều trị bệnh Leukemia (bệnh bạch cầu) tái phát kháng hóa trị.

Một trong những vấn đề lớn nhất đối với việc điều trị ung thư là sự phát triển đề kháng với các liệu pháp chống ung thư. Rất ít sản phẩm được FDA phê duyệt trực tiếp nhắm vào các tế bào gốc bạch cầu, gây ra tái phát kháng trị. Phương pháp duy nhất được biết để đối mặt với vấn đề này là ghép tế bào gốc.

Bệnh bạch cầu đưa ra những thách thức điều trị độc đáo do bản chất của dạng ung thư này. Bệnh ảnh hưởng đến tủy xương, nơi tạo ra các tế bào máu. Bệnh bạch cầu là bệnh ung thư của các tế bào tạo máu sớm, hay tế bào gốc. Thông thường, bệnh Leukemia là ung thư của các tế bào bạch cầu. Bước đầu tiên của trị liệu là sử dụng hóa trị để tiêu diệt các tế bào bạch cầu ung thư, nhưng nếu các tế bào gốc trong tủy xương vẫn tồn tại, ung thư có thể tái phát ở dạng kháng trị.

15-20% trẻ em và lên đến 2/3 người trưởng thành là bệnh nhân mắc bệnh bạch cầu bị tái phát bệnh. Người trưởng thành tái phát bệnh phải đối mặt với tỉ lệ sống sót sau năm năm dưới 30%. Đối với trẻ em, tỷ lệ sống sót sau năm năm sau khi tái phát bệnh là khoảng 2/3. Khi xảy ra tái phát bệnh, hóa trị không còn cải thiện tình trạng của những bệnh nhân này. Cần thiết phải phát triển một liệu pháp có hiệu quả hơn nhắm vào mục tiêu là các tế bào kháng hóa trị.

Có hai lộ trình tế bào là Wnt--catenin và PI3K-Akt, đóng vai trò chính trong việc điều hòa tế bào gốc và tái tạo khối u. Tương tác giữa các lộ trình tế bào Wnt- β-catenin và PI3K-Akt thúc đẩy quá trình tự đổi mới của các tế bào dẫn đến sự biến đổi bệnh bạch cầu, dẫn đến tái phát ung thư. Các nghiên cứu trước đây đã nhắm đến việc nghiên cứu riêng lẻ các lộ trình này, điều này đã hạn chế thành công và thường dẫn đến sự tăng trưởng của các tế bào kháng hóa trị.

Các nhà nghiên cứu đã sàng lọc hàng trăm loại thuốc để tìm ra loại thuốc có thể ức chế sự tương tác này. Họ xác định một loại thuốc hóa trị thường được sử dụng: doxorubicin là kết quả khả thi nhất. Mặc dù thuốc này có độc tính cao và thường được sử dụng thận trọng trong môi trường lâm sàng, nhóm nghiên cứu đã xác định khi sử dụng nhiều lần với liều thấp, nó phá vỡ sự tương tác của Wnt- β-catenin và PI3K-Akt, đồng thời có khả năng làm giảm độc tính.

Phòng thí nghiệm của Lu đã đóng góp một loại hạt nano cho phép thuốc được tiêm an toàn và sử dụng ở mức có thể chịu được, bền vững theo thời gian. Đây chính là chìa khóa thành công của thí nghiệm. Các hạt nano bao bọc doxorubicin cho phép giải phóng thuốc chậm vào tủy xương để làm giảm nồng độ kích hoạt tương tác PI3K-Akt - Wnt– β-catenin trong các tế bào gốc Leukemia kháng hóa trị và làm giảm hoạt động của khối u. Với liều thấp, doxorubicin đã kích thích hệ thống miễn dịch trong khi liều lâm sàng điển hình có tác dụng ức chế miễn dịch, ức chế các tế bào miễn dịch khỏe mạnh.

Lu là Giám đốc điều hành của Nami Therapeutics, một công ty khởi nghiệp thiết kế các hạt nano với mục đích phân phối thuốc trong các điều kiện lâm sàng bao gồm điều trị ung thư và cung cấp vắc-xin.

Do tốc độ giải phóng thuốc, hạt nano được cấp bằng sáng chế của Lu có hiệu quả hơn cả dung dịch thuốc nguyên chất và doxorubicin liposome, phiên bản thương mại duy nhất của hạt nano mang doxorubicin.

"Thật thú vị khi nhóm nghiên cứu đã xác định được cơ chế mới này trong việc ức chế hiệu quả các tế bào gốc ung thư bạch cầu," Lu nói. " Chúng tôi rất vui khi thấy rằng hệ thống phân phối hạt nano độc quyền của chúng tôi có tiềm năng như vậy trong việc giúp đỡ bệnh nhân."

Bằng cách sử dụng liều thấp, nhưng duy trì lâu hơn, hoạt động khởi phát bệnh bạch cầu của tế bào gốc ung thư đã bị ức chế một cách hiệu quả.

Các nhà nghiên cứu đã chứng minh khả năng thí nghiệm lâm sàng bằng cách cấy ghép các tế bào bạch cầu của bệnh nhân vào chuột và quan sát doxorubicin liều thấp phá vỡ các tế bào này. Mẫu cấy bệnh nhân với các tế bào gốc bạch cầu kháng hóa trị nhanh chóng phát triển thành bệnh bạch cầu. Nhưng phương pháp điều trị bằng hạt nano phối hợp doxorubicin liều thấp đã cải thiện khả năng sống sót bằng cách giảm sự hiện diện của tế bào gốc bệnh leukemia.

Lu cho rằng các bước tiếp theo trong nghiên cứu này là thực hiện các đánh giá thêm cho phương pháp và hạt nano (đã được cấp bằng sáng chế) này và cuối cùng đưa nó vào sử dụng lâm sàng. Lu và cộng tác viên của cô, Rajeswari Kasi, cũng có hai bằng sáng chế đang chờ xử lý về hạt nano copolyme trong phân phối thuốc và phương pháp điều trị các tế bào khởi phát ung thư kháng hóa trị.

Thanh Thúy/ dịch theo sciencedaily.com