Cách cải thiện khả năng sống sót của bệnh nhân ung thư từ nghiên cứu ruồi giấm?

Nghiên cứu về ruồi giấm đã chỉ ra một chiến lược chống ung thư mới khác với mục tiêu thông thường là tiêu diệt khối u hoặc tế bào ung thư. Thay vào đó, nghiên cứu cho thấy, việc phát động một cuộc tấn công chống lại các hóa chất hủy diệt mà bệnh ung thư đang thải ra có thể làm tăng tỷ lệ sống sót và cải thiện sức khỏe của bệnh nhân.

David Bilder, giáo sư sinh học phân tử và tế bào của Đại học UC Berkeley cho biết: “Đó là một cách suy nghĩ thực sự bổ sung về liệu pháp. “Bạn đang cố gắng giúp vật chủ đối phó với ảnh hưởng của khối u, thay vì giết chết chính khối u.”

Jung Kim, một nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại phòng thí nghiệm của Bilder, gần đây đã phát hiện ra rằng các khối u ở ruồi giấm tiết ra một chất hóa học làm tổn hại hàng rào giữa dòng máu và não, khiến hai môi trường hòa trộn – một nguyên nhân gây ra thảm họa cho nhiều loại bệnh, bao gồm nhiễm trùng, chấn thương. và thậm chí là béo phì. Cộng tác với phòng thí nghiệm của các giáo sư David Raulet và Kaoru Saijo tại UC Berkeley, Kim và Bilder sau đó đã chứng minh rằng các khối u ở chuột tiết ra cùng một chất hóa học, một cytokine được gọi là interleukin-6 (IL-6), cũng làm cho hàng rào máu não bị rò rỉ. .

Quan trọng hơn, họ có thể kéo dài tuổi thọ của cả ruồi giấm và chuột có khối u ác tính bằng cách ngăn chặn tác động của cytokine lên hàng rào.

“Cytokine IL-6 được biết là nguyên nhân gây viêm. Điểm mới ở đây là tình trạng viêm do khối u gây ra này thực sự khiến hàng rào máu não mở ra. Nếu chúng ta can thiệp vào quá trình mở đó nhưng để khối u yên, thì vật chủ có thể Bilder cho biết sống lâu hơn và khỏe mạnh hơn đáng kể với cùng gánh nặng khối u.

IL-6 đóng những vai trò quan trọng khác trong cơ thể, vì vậy, để có lợi cho bệnh nhân ung thư, các nhà khoa học sẽ phải tìm ra một loại thuốc ngăn chặn hoạt động của nó tại hàng rào máu não mà không làm thay đổi tác dụng của nó ở những nơi khác. Nhưng một loại thuốc như vậy có thể kéo dài tuổi thọ và sức khỏe của bệnh nhân ung thư ở người, ông nói.

Sáu năm trước, nhóm nghiên cứu của Bilder đã phát hiện ra rằng các khối u ở ruồi giấm cũng tiết ra một chất ngăn chặn tác động của insulin, cung cấp một lời giải thích tiềm năng cho tình trạng lãng phí mô được gọi là suy mòn, giết chết 1/5 tổng số bệnh nhân ung thư. Công việc đó hiện đang được khám phá bởi nhiều phòng thí nghiệm trên khắp thế giới.

Một lợi thế của việc giúp vật chủ chống lại ảnh hưởng của khối u lên các mô ở xa vị trí khối u là nó có khả năng làm giảm hoặc thậm chí loại bỏ nhu cầu sử dụng các loại thuốc độc hại thường được sử dụng để tiêu diệt khối u. Những loại thuốc như vậy cũng gây hại cho bệnh nhân, giết chết các tế bào khỏe mạnh cũng như các tế bào ung thư.

Ngoài những tác dụng phụ này, việc nhắm mục tiêu vào các tế bào khối u “cũng lựa chọn khả năng kháng thuốc trong khối u, vì khối u có sự biến đổi di truyền – một bản sao kháng thuốc phát sinh sau đó sẽ gây tái phát ung thư”, ông nói. “Nhưng nếu bạn có thể nhắm mục tiêu vào các tế bào chủ, chúng có bộ gen ổn định và sẽ không kháng lại các loại thuốc này. Đó là mục tiêu của chúng tôi: tìm hiểu cách thức mà khối u ảnh hưởng đến vật chủ và tấn công vào phía vật chủ của khối u- chủ nhà đối thoại. “

Bilder và các đồng nghiệp của ông đã công bố nghiên cứu của họ về sự phá vỡ IL-6 của hàng rào máu não vào tuần trước trên tạp chí Developmental Cell , và ông là tác giả của một bài đánh giá về tác động mà nghiên cứu ruồi giấm đã có đối với việc tìm hiểu các tương tác giữa khối u và vật chủ được xuất bản lần trước. tháng trên tạp chí Nature Reviews Cancer . Tác phẩm gây suy mòn của họ xuất hiện vào năm 2015 trong Developmental Cell .

Điều gì thực sự giết chết bệnh nhân ung thư?

Theo Bilder, các nhà khoa học vẫn chưa chắc chắn điều gì gây ra cái chết cho nhiều bệnh nhân ung thư. Ví dụ, ung thư gan đã phá hủy rõ ràng chức năng của một cơ quan cần thiết cho sự sống. Tuy nhiên, các cơ quan khác, như da hoặc buồng trứng, ít quan trọng hơn, nhưng người ta cũng chết vì ung thư ở những vị trí này, đôi khi rất nhanh. Và mặc dù ung thư thường di căn đến các cơ quan khác – suy đa cơ quan là một trong những nguyên nhân chính gây tử vong do ung thư được các bác sĩ liệt kê – Bilder đặt câu hỏi nếu đó là toàn bộ câu chuyện.

“Nhiều bệnh ung thư ở người là di căn, nhưng điều đó không thay đổi câu hỏi cơ bản: Tại sao ung thư giết người?” anh ấy nói. “Nếu khối u của bạn di căn đến phổi, bạn đang chết vì suy phổi hay bạn đang chết vì một thứ khác?”

Vì lý do đó, ông nghiên cứu các khối u không di căn được cấy trên ruồi giấm và chuột và tìm kiếm các tác động toàn thân, không chỉ đơn thuần là tác động lên chính cơ quan chứa khối u.

Một tác động toàn thân của bệnh ung thư là suy mòn, mất khả năng duy trì cân nặng, dẫn đến hao mòn cơ bắp ngay cả khi bệnh nhân đang được truyền dinh dưỡng qua đường tĩnh mạch. Trong khi Bilder phát hiện ra một lý do có thể cho điều này – ung thư giải phóng một chất hóa học ngăn insulin dự trữ năng lượng trong cơ thể – các nhà khoa học khác đã tìm thấy các chất bổ sung do ung thư tiết ra cũng có thể là nguyên nhân gây ra sự hao mòn mô.

Giống như suy mòn, vi phạm hàng rào máu não có thể là một ảnh hưởng đường dài khác của khối u. Trong nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng việc ngăn chặn hoạt động của IL-6 tại hàng rào máu não đã làm tăng 45% tuổi thọ của ruồi mắc bệnh ung thư. Những con chuột trong phòng thí nghiệm phải được gây tử vong trước khi chúng bị và chết vì ung thư thí nghiệm, nhưng nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng sau 21 ngày, 75% những con chuột mang ung thư được điều trị bằng thuốc chẹn thụ thể IL-6 còn sống, so với chỉ 25% những con chuột không được điều trị bị ung thư. .

Bilder nói: “Không chỉ sự phá vỡ hàng rào máu não đang giết chết các loài động vật. “Ruồi có thể sống trong ba hoặc bốn tuần với hàng rào máu não bị rò rỉ, trong khi nếu chúng có khối u, chúng sẽ chết gần như ngay lập tức khi hàng rào bị xâm phạm. Vì vậy, chúng tôi nghĩ rằng khối u đang gây ra điều gì khác xảy ra. Có thể nó đưa một thứ gì đó vào tuần hoàn để sau đó vượt qua hàng rào bị phá vỡ, mặc dù nó cũng có thể là thứ gì đó đi theo hướng khác, từ não vào máu. “

Bilder đã tìm thấy các hóa chất sinh ung thư bổ sung ở ruồi mà anh ta có liên quan đến chứng phù nề – đầy hơi do giữ nước dư thừa – và đông máu dư thừa, dẫn đến các tĩnh mạch bị tắc nghẽn. Cả hai điều kiện thường đi kèm với ung thư. Các nhà nghiên cứu khác đã tìm thấy các chất hóa học từ ruồi do khối u tạo ra có liên quan đến chứng chán ăn – chán ăn – và suy giảm chức năng miễn dịch, đây cũng là những triệu chứng của nhiều bệnh ung thư.

Bilder nói rằng nghiên cứu ung thư ở ruồi giấm mang lại một số lợi thế so với các mô hình ung thư ở các động vật khác, chẳng hạn như chuột cống và chuột cống. Thứ nhất, các nhà nghiên cứu có thể theo dõi ruồi ngay đến thời điểm chết để xác định điều gì thực sự gây ra tử vong. Những lo ngại về đạo đức ngăn cản các nhà nghiên cứu cho phép động vật có xương sống bị đau đớn, vì vậy động vật nghiên cứu bị tử vong trước khi chết một cách tự nhiên, ngăn cản sự hiểu biết đầy đủ về nguyên nhân cuối cùng của cái chết. Đối với những động vật này, kích thước khối u được sử dụng như một đại lượng để đánh giá cơ hội sống sót của động vật.

Ông nói: “Chúng tôi vô cùng vui mừng về tiềm năng nhìn thẳng vào khả năng sống sót và tuổi thọ. “Chúng tôi nghĩ rằng đây là một điểm mù thực sự không cho phép các nhà khoa học giải quyết các câu hỏi về cách khối u thực sự tiêu diệt bên ngoài sự phát triển cục bộ của nó. Điều đó không có nghĩa là kích thước khối u bị sai lệch, nhưng ruồi giấm cho chúng ta một cách bổ sung xem ung thư đang làm gì. “

Và trong khi hầu hết các nghiên cứu về ung thư ở loài gặm nhấm chỉ liên quan đến vài chục loài động vật, các thí nghiệm ruồi giấm có thể liên quan đến hàng trăm cá thể, điều này cải thiện ý nghĩa thống kê của kết quả. Ruồi giấm cũng sinh sản nhanh và có thời gian sống tự nhiên ngắn, cho phép các nghiên cứu nhanh hơn.

Bilder thừa nhận rằng ruồi giấm và con người chỉ có quan hệ họ hàng xa, nhưng trong quá khứ, loài ruồi này – Drosophila melanogaster – đã đóng một vai trò quan trọng trong việc tìm hiểu các yếu tố phát triển khối u và ung thư. Giờ đây, ruồi giấm cũng có thể là chìa khóa để tìm hiểu tác động toàn thân của bệnh ung thư.

Anh nói. “Tôi nghĩ rằng nó (phản ứng của vật chủ khối u ở ruồi giấm) là một lĩnh vực siêu phong phú. Hy vọng của chúng tôi là thu hút sự chú ý đến lĩnh vực này và thu hút những người khác làm việc trong lĩnh vực đó, cả từ quan điểm ruồi lẫn từ quan điểm sinh học ung thư và bác sĩ lâm sàng . “

Các đồng tác giả của bài báo mới bao gồm UC Berkeley postdoc Hsiu-Chun Chuang, nghiên cứu sinh Natalie Wolf và cựu nghiên cứu sinh Christopher Nicolai. Công trình được hỗ trợ bởi Viện Y tế Quốc gia (GM090150, GM130388, AI113041, HD092093).

Nguồn truyện:

Tài liệu do Đại học California – Berkeley cung cấp . Bản gốc do Robert Sanders viết. Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa về kiểu dáng và độ dài.

Tài liệu tham khảo Tạp chí :

1. Jung Kim, Hsiu-Chun Chuang, Natalie K. Wolf, Christopher J. Nicolai, David H. Raulet, Kaoru Saijo, David Bilder. Sự phá vỡ hàng rào máu não do khối u gây ra thúc đẩy cái chết của vật chủ . Tế bào phát triển , năm 2021; DOI: 10.1016 / j.devcel.2021.08.010
2. David Bilder, Katy Ong, Tsai-Ching Hsi, Kavya Adiga, Jung Kim. Tương tác giữa khối u và vật chủ qua lăng kính của Drosophila . Nature Reviews Cancer , 2021; DOI: 10.1038 / s41568-021-00387-5
3. Alejandra Figueroa-Clarevega, David Bilder. Khối u Drosophila ác tính làm gián đoạn tín hiệu Insulin để gây ra tình trạng lãng phí giống như Cachexia . Tế bào phát triển , 2015; 33 (1): 47 DOI: 10.1016 / j.devcel.2015.03.001