Các nhà khoa học đã loại bỏ khả năng sống sót của tế bào ung thư não bằng một phương pháp mới

Khi bạn tắt phanh trên một chiếc xe đua, nó sẽ nhanh chóng bị hỏng. Tiến sĩ Barak Rotblat muốn làm điều tương tự với các tế bào ung thư não: tắt khả năng sống sót của chúng khi glucose cạn kiệt. Ông muốn tăng tốc các tế bào khối u để chúng chết nhanh như vậy. Phương pháp tiếp cận mới này để điều trị ung thư não dựa trên một thập kỷ nghiên cứu trong phòng thí nghiệm của ông.

Những khám phá mới

Tiến sĩ Rotblat, các sinh viên của ông và đồng nghiên cứu viên Gabriel Leprivier thuộc Viện Bệnh lý thần kinh tại Bệnh viện Đại học Düsseldorf đã công bố phát hiện của họ vào tuần trước trên tạp chí Nature Communications.

Cho đến nay, người ta tin rằng các tế bào ung thư chủ yếu hướng đến mục tiêu tăng trưởng và sinh sản nhanh. Tuy nhiên, người ta đã chứng minh rằng khối u có ít glucose hơn các mô bình thường.

Nếu các tế bào ung thư tập trung hoàn toàn vào việc sinh sản nhanh chóng, chúng sẽ phụ thuộc nhiều hơn vào glucose so với các tế bào bình thường. Tuy nhiên, nếu ưu tiên tuyệt đối của chúng là sự sống sót, không phải là sự tăng trưởng theo cấp số nhân thì sao? Khi đó, việc kích hoạt sự tăng trưởng khi glucose thiếu hụt có thể khiến tế bào hết năng lượng và chết.

Triển vọng cho y học cá nhân hóa

"Đây là một khám phá thú vị mà chúng tôi đã thực hiện sau một thập kỷ nghiên cứu", Tiến sĩ Rotblat giải thích. "Chúng tôi có thể nhắm mục tiêu vào các tế bào ung thư mà không ảnh hưởng đến các tế bào bình thường, đây sẽ là một bước quan trọng hướng tới y học cá nhân hóa và các liệu pháp bỏ qua các tế bào khỏe mạnh theo cùng cách mà hóa trị và xạ trị thực hiện".

"Khám phá của chúng tôi về tình trạng đói glucose và vai trò của chất chống oxy hóa mở ra một cửa sổ điều trị cho sự phát triển của một phân tử có thể điều trị u thần kinh đệm (ung thư não)", ông nói thêm. Một tác nhân điều trị như vậy cũng có thể được áp dụng cho các loại ung thư khác.

Nghiên cứu và kết quả của nó

Rotblat và các sinh viên của ông, Tiến sĩ Tal Levy và Tiến sĩ Haula Alasad, bắt đầu bằng cách xem xét rằng các tế bào điều chỉnh sự phát triển của chúng dựa trên năng lượng có sẵn. Khi năng lượng dồi dào, các tế bào tích tụ chất béo và tổng hợp nhiều protein để dự trữ năng lượng và phát triển. Khi năng lượng bị hạn chế, chúng phải dừng quá trình này để tránh cạn kiệt năng lượng.

Khối u thường ở trạng thái đói glucose. Các nhà nghiên cứu đã bắt đầu tìm kiếm các phanh phân tử cho phép tế bào ung thư sống sót trong tình trạng thiếu hụt glucose. Nếu có thể tắt chúng, khối u sẽ chết và các tế bào bình thường không bị đói glucose sẽ không bị tổn hại.

Con đường MTOR và vai trò của 4EBP1

Rotblat và nhóm của ông đã nghiên cứu con đường mTOR (mục tiêu của rapamycin ở động vật có vú), được trang bị các protein đo trạng thái năng lượng của tế bào và điều chỉnh sự phát triển của nó. Họ phát hiện ra rằng một protein trong con đường mTOR được gọi là 4EBP1, ức chế quá trình tổng hợp protein khi mức năng lượng giảm, rất cần thiết cho sự sống còn của tế bào người, chuột và thậm chí cả nấm men khi bị thiếu glucose.

Họ chứng minh rằng 4EBP1 thực hiện điều này bằng cách điều chỉnh tiêu cực mức độ của một loại enzyme quan trọng trong con đường tổng hợp axit béo, ACC1. Cơ chế này được các tế bào ung thư, đặc biệt là tế bào ung thư não, sử dụng để tồn tại trong mô khối u và tạo ra các khối u hung hãn.

Phát triển một phương pháp điều trị mới

Tiến sĩ Rotblat hiện đang làm việc với BGN Technologies và Viện Công nghệ sinh học quốc gia ở Negev để phát triển một phân tử có thể ngăn chặn 4EBP1, khiến các tế bào khối u bị thiếu glucose tiếp tục tổng hợp chất béo và làm cạn kiệt nguồn dinh dưỡng của chúng khi glucose cạn kiệt.