Giờ đây, các nhà khoa học tại Đại học California, San Francisco (UCSF) đã phát triển thành công một phương pháp giúp lập trình lại trực tiếp các "chiến binh" tiêu diệt ung thư này ngay bên trong cơ thể, hứa hẹn xóa bỏ mọi rào cản về thời gian và chi phí.
Liệu pháp CAR-T hoạt động bằng cách cung cấp cho tế bào T (tế bào miễn dịch của cơ thể) một mã di truyền mới mang tên thụ thể kháng nguyên dạng khảm (CAR). Những thụ thể này hoạt động như các ăng-ten trên bề mặt tế bào T, giúp chúng nhận diện và tiêu diệt tế bào khối u.
Hiện tại, Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Mỹ (FDA) đã phê duyệt 7 liệu pháp CAR-T cho bệnh ung thư máu. Tuy nhiên, quá trình sản xuất cá nhân hóa này mất nhiều tuần và tiêu tốn từ 400.000 đến 500.000 USD. Bệnh nhân cũng phải trải qua quá trình hóa trị khắc nghiệt để dọn chỗ trong tủy xương cho các tế bào mới.
Phó giáo sư Justin Eyquem tại UCSF, tác giả chính của nghiên cứu công bố trên tạp chí Nature vào ngày 18/3, giải thích nguyên nhân thúc đẩy công trình này: "Nó đã trở thành một vấn đề về khả năng tiếp cận toàn cầu. Đã có một sự thúc đẩy lớn trong lĩnh vực này để cố gắng chuyển sang việc sản xuất trực tiếp các tế bào này trong cơ thể".
Để hiện thực hóa điều đó, nhóm nghiên cứu đã thiết kế một hệ thống tiên tiến gồm hai loại hạt phân tử. Hạt thứ nhất mang theo công cụ chỉnh sửa gen CRISPR-Cas9 (đóng vai trò như "chiếc kéo" phân tử) để tiếp cận trực tiếp các tế bào T đang lưu thông trong máu. Việc sử dụng công nghệ CRISPR giúp cắt và chèn gen vào một vị trí chính xác đã được xác định trước trên hệ gen - một lợi thế vượt trội so với phương pháp hiện tại vốn chèn gen ngẫu nhiên và đôi khi có thể gây ra ung thư thứ phát.
Hạt thứ hai mang theo DNA mới chứa đoạn mã CAR chống ung thư. Đoạn DNA này chỉ được chèn vào vị trí chính xác trong hệ gen của tế bào T với một "công tắc" phân tử chỉ được kích hoạt riêng ở loại tế bào này. Các hạt cũng được thiết kế tinh vi để tìm kiếm đúng tế bào T và lẩn tránh sự tiêu diệt tức thời từ hệ miễn dịch.
Đánh giá về thách thức của phương pháp mới, ông Eyquem cho biết: "Khi bạn sản xuất những tế bào này bên ngoài cơ thể, bạn có thể thực hiện rất nhiều khâu kiểm soát chất lượng để đảm bảo cuối cùng bạn chỉ có được các tế bào T đã được thiết kế lại. Chúng ta không thể làm điều đó bên trong cơ thể, vì vậy chúng tôi thực sự cần phải tối ưu hóa phương pháp tiếp cận ngay từ đầu để tránh làm thay đổi di truyền bất kỳ tế bào nào khác".
Thử nghiệm trên những con chuột mang hệ miễn dịch được nhân hóa đã mang lại kết quả vượt ngoài mong đợi. Chỉ với một mũi tiêm duy nhất, hệ thống hai hạt đã quét sạch hoàn toàn bệnh ung thư có thể phát hiện được ở gần như tất cả những con chuột bị ung thư bạch cầu ác tính chỉ trong vòng hai tuần. Các tế bào CAR-T được tạo ra chiếm tới 40% lượng tế bào miễn dịch ở một số cơ quan và đã loại bỏ thành công ung thư khỏi tủy xương cũng như lá lách. Phương pháp này cũng phát huy tác dụng ấn tượng đối với bệnh đa u tủy và đặc biệt là một khối u sarcoma rắn - loại ung thư vốn có lịch sử kháng lại liệu pháp CAR-T.
Đáng ngạc nhiên hơn, các tế bào được lập trình ngay trong cơ thể dường như lại có hiệu suất chiến đấu vượt trội so với tế bào nuôi cấy bên ngoài. Ông Eyquem nhấn mạnh: "Điều đặc biệt đáng chú ý là các tế bào mà chúng tôi đang tạo ra trong cơ thể sống thực sự trông tốt hơn so với những gì chúng tôi tạo ra trong phòng thí nghiệm. Chúng tôi nghĩ rằng khi các tế bào được lấy ra khỏi cơ thể và phát triển trong phòng thí nghiệm, chúng sẽ mất đi một phần 'tính tế bào gốc' và khả năng tăng sinh và điều đó không xảy ra ở đây".
Nhằm đưa nền tảng đột phá này tiến tới thử nghiệm lâm sàng trên người để đánh giá mức độ an toàn và hiệu quả, ông Eyquem và các cộng sự đã thành lập một công ty mang tên Azalea Therapeutics. Mục tiêu xa hơn của giới khoa học là biến phương pháp này thành một liệu pháp có sẵn như vaccine, có thể tiêm cho bất kỳ bệnh nhân nào mắc cùng một tình trạng bệnh.
Mơ ước về một tương lai y học dễ tiếp cận, ông Eyquem chia sẻ: "Tôi nghĩ đây chỉ là khởi đầu của một làn sóng lớn các liệu pháp mới sẽ thực sự mang tính chuyển đổi và cứu sống nhiều người. Tôi vô cùng hào hứng khi được là một phần của nó".
Ông khẳng định thêm: "Nếu chúng ta có thể chuyển giao điều này sang con người, chúng ta có thể giảm chi phí một cách đáng kể, loại bỏ thời gian chờ đợi và có khả năng cho phép các bệnh viện cộng đồng, không chỉ là các trung tâm ung thư lớn, cung cấp các liệu pháp cứu sống này. Điều đó sẽ thực sự dân chủ hóa việc tiếp cận với liệu pháp tế bào CAR-T".
