Cách để tế bào ung thư hoạt động

Jiajun Du chụp ảnh Raman kích thích tế bào ung thư hắc tố trong phòng thí nghiệm. Nguồn: Caltech

Một trong những thách thức lớn nhất đối với việc phát triển các phương pháp điều trị y tế cho bệnh ung thư là ung thư không chỉ có một loại duy nhất. Các loại ung thư bắt nguồn từ nhiều loại tế bào và mô, và mỗi loại có những đặc điểm, hành vi và tính nhạy cảm riêng đối với từng loại thuốc chống ung thư.

Ví dụ: một phương pháp điều trị có hiệu quả với ung thư ruột kết có thể có ít hoặc không có ảnh hưởng gì đến bệnh ung thư phổi. Vì vậy, để tìm ra các phương pháp điều trị hiệu quả cho bệnh ung thư, các nhà khoa học đang nỗ lực tìm kiếm một hiểu biết sâu sắc hơn các dấu hiệu giúp cho các tế bào ung thư hoạt động.

Trong một bài báo được công bố mới đây trên tạp chí Nature Communications, các nhà nghiên cứu Caltech đã giới thiệu một ứng dụng mà họ mới phát triển được. Ứng dụng này sử dụng một loại kính hiển vi chuyên dụng, cho phép họ có thể thăm dò các quá trình trao đổi chất bên trong tế bào ung thư.

Nghiên cứu được thực hiện bởi các nhà nghiên cứu từ phòng thí nghiệm của Lu Wei - Phó giáo sư về hóa học, Viện sinh học hệ thống ở Seattle và UCLA.

Ứng dụng này sử dụng một kỹ thuật có tên là quang phổ Raman, kết hợp với phiên bản tiên tiến của nó, kính hiển vi tán xạ raman kích thích (SRS). Quang phổ Raman tận dụng các dao động tự nhiên xảy ra trong các liên kết giữa các nguyên tử tạo nên phân tử.

Trong phương pháp này, một phân tử bị bắn phá bằng ánh sáng laser. Khi các photon của ánh sáng laser bật ra khỏi phân tử, chúng có được hoặc mất đi năng lượng do sự tương tác của chúng với các dao động trong liên kết của phân tử. Bởi vì mỗi loại liên kết trong phân tử ảnh hưởng đến các photon theo một cách duy nhất và có thể dự đoán được, nên cấu trúc của phân tử có thể suy ra được nhờ vào các photon ‘trông như thế nào’ sau khi chúng bật ra khỏi nó. Sau khi lập bản đồ sự phân bổ các liên kết hóa học được nhắm mục tiêu, kính hiển vi SRS có thể cung cấp hình ảnh của các cấu trúc phân tử này.

“Các phương pháp tạo ảnh hóa học được phát triển trong phòng thí nghiệm của Lu cho phép chúng tôi xác định tính nhạy cảm với chuyển hóa thuốc trong một số mô hình ung thư hoạt động rất mạnh. Các yếu tố chuyển hóa này sẽ dễ bị bỏ qua bởi bất kỳ phương pháp phân tích nào khác”, James R. Heath nói.

Sử dụng các kỹ thuật kết hợp này, Wei và các nhà nghiên cứu của cô đã xem xét được các chất chuyển hóa có trong 5 dòng tế bào ung thư hắc tố thường được sử dụng trong nghiên cứu. Theo Wei, các tế bào u ác tính được chọn lựa vì chúng có nhiều đặc điểm trao đổi chất có thể được nghiên cứu.

Khi nghiên cứu các chất chuyển hóa của tế bào, các nhà nghiên cứu bắt đầu suy ra được cách thức hoạt động của các chất chuyển hóa của chúng và làm thế nào các loại thuốc có thể nhắm đích tới chúng. Điều này tương tự như cách một kẻ phá hoại có thể thu thập các thông tin máy móc trong một nhà máy để lên kế hoạch tấn công nơi mà chúng có thể gây ra nhiều thiệt hại nhất.

“Vấn đề chúng tôi quan tâm là tại sao tất cả các tế bào ung thư chúng tôi xem xét lại có những hành vi rất khác nhau. Một số tế bào có sự phụ thuộc vào một số con đường trao đổi chất cao hơn nên chúng dễ bị ảnh hưởng bởi sự gián đoạn các con đường đó hơn”, Wei nói.

Wei cho biết nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra một số tính nhạy cảm chuyển hóa mới trong tế bào ung thư, bao gồm tổng hợp axit béo và hiện tượng không bão hòa đơn, tuy nhiên, mục đích chính của nghiên cứu này là thực hiện nghiên cứu khoa học cơ bản.

Wei nói: “Chúng tôi đã giới thiệu một khuôn khổ đẩy quang phổ Raman vào sinh học hệ thống và chúng tôi đang sử dụng thông tin dưới mức tế bào mà chúng tôi thu thập được về nó để hướng dẫn nghiên cứu của chúng tôi về dược trắc học - nghiên cứu về cách chuyển hóa ảnh hưởng đến thuốc”.

James R. Heath, Viện sinh học hệ thống ở Seattle, đồng tác giả của bài báo cho biết, công nghệ mới này cho phép các nhà nghiên cứu có được cái nhìn bên trong các tế bào ung thư chi tiết hơn hơn bao giờ hết.

Theo https://medicalxpress.com/news/2020-09-insights-cancer-hidden-vulnerabilities.html