Các nhà khoa học thiết kế các tế bào miễn dịch độc đáo để tạo ra vắc-xin ung thư hiệu quả

Trong một nghiên cứu mới được công bố trên Tạp chí Nghiên cứu Miễn dịch Ung thư, các nhà khoa học tại Trường Y Icahn ở Mount Sinai đã phát triển một phương pháp mới để tạo ra hàng tỷ tế bào miễn dịch hiếm được gọi là tế bào dendrit thông thường loại I (cDC1), có khả năng mở đường cho một loại vắc-xin ung thư tế bào mới có sẵn trên thị trường.

Những tế bào dendritic này đóng vai trò quan trọng trong việc kích hoạt và duy trì phản ứng miễn dịch chống lại khối u. Chúng cực kỳ hiếm trong cơ thể người và khó phân lập với số lượng lớn. Một hệ thống nuôi cấy không huyết thanh mới do nhóm nghiên cứu tại Đại học Mount Sinai phát triển cho phép sản xuất gần 3 tỷ tế bào cDC1 hoạt động chỉ từ 1 triệu tế bào gốc tạo máu (HSC) có nguồn gốc từ máu cuống rốn, một thành tựu chưa từng có trước đây.

“Đây là một bước tiến quan trọng hướng tới việc tạo ra vắc-xin ung thư dựa trên tế bào phổ quát”, tác giả nghiên cứu cấp cao Nina Bhardwanj, Tiến sĩ, Bác sĩ, Giáo sư Ward-Coleman về Nghiên cứu Ung thư và Giám đốc Phòng thí nghiệm Liệu pháp Tế bào và Vắc-xin tại Trường Y Icahn ở Mount Sinai, cho biết.
“Các tế bào dendrit thông thường loại I rất cần thiết để huy động hệ thống miễn dịch chống lại ung thư, nhưng việc sản xuất chúng ở quy mô cần thiết cho mục đích sử dụng lâm sàng gần như là không thể. Giờ đây, chúng tôi đã vượt qua được rào cản đó.”

Không giống như các loại tế bào dendrit khác, cDC1 có khả năng đặc biệt trong việc trình diện chéo các kháng nguyên khối u, một cơ chế quan trọng để kích hoạt tế bào T chống ung thư. Sự hiện diện của chúng trong khối u có liên quan chặt chẽ đến kết quả điều trị tốt hơn và đáp ứng thành công với các chất ức chế điểm kiểm soát miễn dịch. Tuy nhiên, ở bệnh nhân ung thư, số lượng và chức năng của cDC1 thường bị suy giảm.

Tiến sĩ Srikumar Balan, đồng tác giả của nghiên cứu và là phó giáo sư tại Khoa Huyết học và Ung thư Nội khoa thuộc Trường Y Icahn, cho biết: “Phương pháp của chúng tôi không chỉ cho phép sản xuất cDC1 ở quy mô lớn mà còn duy trì khả năng kích thích phản ứng miễn dịch chống khối u mạnh mẽ của chúng trong các mô hình tiền lâm sàng.
Điều này mở ra cánh cửa cho việc phát triển các loại vắc-xin tế bào bán sẵn có thể hữu ích cho nhiều loại ung thư.”

Nghiên cứu được thực hiện với sự hợp tác của Viện nghiên cứu Mather tại Brisbane, Úc, sử dụng mô hình chuột nhân bản để kiểm tra khả năng hoạt động như vắc-xin ung thư của cDC1 nuôi cấy trong phòng thí nghiệm.

Đây là ví dụ đầu tiên về việc sản xuất cDC1 người đích thực, có chức năng, có thể mở rộng quy mô bằng quy trình không huyết thanh. Các nhà nghiên cứu đã có thể tạo ra gần 3 tỷ cDC1 chỉ từ 1 triệu tế bào gốc tạo máu cuống rốn. Những tế bào này không chỉ giữ được bản sắc và độ tinh khiết mà còn thể hiện các chức năng miễn dịch quan trọng — bao gồm khả năng trình diện kháng nguyên chéo hiệu quả và khả năng kích hoạt tế bào T — khiến chúng trở thành một nền tảng vắc-xin hiệu quả cao. Những cDC1 này sau đó đã được thử nghiệm in vivo trên các mô hình khối u người hóa, cho thấy khả năng tạo ra phản ứng miễn dịch chống khối u mạnh mẽ.

Ý nghĩa của công trình này rất rộng. Đầu tiên, nó đặt nền móng cho một loại liệu pháp miễn dịch ung thư mới: một loại vắc-xin tế bào phổ biến, sẵn có, khai thác hệ thống miễn dịch của cơ thể để chống lại ung thư. Vì cDC1 đóng vai trò trung tâm trong việc kích hoạt phản ứng tế bào T mạnh mẽ, phương pháp này có thể cải thiện đáng kể hiệu quả của các phương pháp điều trị hiện có như thuốc ức chế điểm kiểm soát và có thể được điều chỉnh để sử dụng cho nhiều loại bệnh ác tính.

Thứ hai, phương pháp này cung cấp cho các nhà nghiên cứu một công cụ chưa từng có để nghiên cứu sinh học cDC1 ở cả tình trạng khỏe mạnh và bệnh tật, giúp khám phá những khía cạnh mới về vai trò của chúng trong giám sát miễn dịch và khả năng kháng khối u.

Tiến sĩ Bhardwanj nói thêm: “Vấn đề không chỉ là mở rộng quy mô sản xuất tế bào.
Vấn đề là chuyển đổi cách chúng ta phát triển liệu pháp miễn dịch: làm cho chúng hiệu quả hơn, dễ tiếp cận hơn và cá nhân hóa hơn.”