Vaccine mRNA trong điều trị ung thư

Sơ lược

Sau những thành công của vaccine mRNA trong việc định hướng tế bào cơ thể tạo ra kháng thể, một loại protein giúp cơ thể bảo vệ chống lại COVID-19 trong đợt đại dịch bùng phát ở đầu năm 2020 vừa qua. Nhờ thành công này, mà các nhà nghiên cứu đã hy vọng sử dụng vaccine mRNA cho một mục đích rất khác, đó là sử dụng trong điều trị ung thư.

Các nhà nghiên cứu tin rằng có thể đẩy nhanh nghiên cứu lâm sàng về vaccine mRNA trong điều trị ung thư. Hiện tại có hàng loạt các thử nghiệm lâm sàng đang được thực hiện sử dụng vaccine mRNA đơn lập hoặc kết hợp thuốc kích hoạt hệ thống miễn dịch trong điều trị nhiều loại ung thư khác nhau, bao gồm ung thư tuyến tụy, ung thư đại trực tràng và khối u ác tính khác.

Vaccine mRNA hoạt động như thế nào?
Trong 30 năm qua, các nhà khoa học đã nghiên cứu và biết cách tạo ra các dạng mRNA ổn định để đưa vào cơ thể thông qua vaccine. Sau khi đưa vào cơ thể, mRNA sẽ định hướng các tế bào tiếp nhận tạo ra các protein có thể kích hoạt phản ứng miễn dịch nhằm chống lại các protein tương tự như khi chúng có trong virus hoặc tế bào khối u. Trong số các tế bào có khả năng tiếp thụ mRNA từ vaccine phải nói đến là tế bào đuôi gai (dendritic cells) hay còn gọi là tế bào trình diện kháng nguyên có vai trò quan trọng trong hệ thống miễn dịch. Sau khi tiếp nhận và dịch mã mRNA, các tế bào đuôi gai trình diện các protein hoặc kháng nguyên thu được cho các tế bào miễn dịch như tế bào T, và bắt đầu phản ứng miễn dịch.

Cụ thể là mRNA có trong vaccine CIOVID-19 của Pfizer-BioNTech và Moderna, sau khi đưa vào cơ thể, nó có vai trò hướng dẫn các tế bào tạo ra một phiên bản protein giống như protein “gai nhô” trên bề mặt của virus SARS-CoV-2. Hệ thống miễn dịch coi phiên bản protein “gai nhô” trình diện bởi các tế bào đuôi gai, là vật ngoại lai và huy động một số tế bào miễn dịch để tạo ra kháng thể và các tế bào miễn dịch khác để chống lại vật lạ (protein gai nhô). Sau khi tiếp xúc với phiên bản protein gai nhô (không chứa virus), hệ thống miễn dịch hiện đã được chuẩn bị hoặc sẵn sàng phản ứng mạnh mẽ với lần lây nhiễm tiếp theo với virus SARS-CoV-2 thực tế.

Làm thế nào để bảo vệ vaccine mRNA trong cơ thể
Thông thường chuổi trình tự mRNA rất dễ bị phá hủy bởi các men có trong tự nhiên. Khi được tiêm vào cơ thể nếu không được bảo vệ, thì chuỗi trình tự mRNA này sẽ bị phá hủy bởi men trong cơ thể hoặc hệ thống miễn dịch nhận dạng là vật lạ và phá hủy. Do đó công nghệ bảo vệ để đưa mRNA vào cơ thể an toàn là chìa khóa quan trọng cho sự thành công của loại vaccine này. Một giải pháp tiên tiến đang được sử dụng trong thử nghiệm là bọc mRNA trong các hạt nano lipid, là những hạt cầu nhỏ bảo vệ các phân tử mRNA.

Phát triển vaccine ung thư mRNA cá nhân hóa như thế nào

Trong hơn một thập kỷ qua, các nhà khoa học đã nghiên cứu và phát triển vaccine ung thư thích ứng cho mỗi cá nhân, được gọi là “vaccine ung thư cá nhân hóa” (personalized cancer vaccine) bằng nhiều công nghệ khác nhau, bao gồm mRNA, các đoạn protein hoặc peptide.

Vaccine mRNA thử nghiệm được sản xuất riêng cho từng cá nhân dựa trên các đặc điểm phân tử cụ thể trên khối u của người bệnh. Phải mất 1 đến 2 tháng để sản xuất vaccine ung thư mRNA cá nhân hóa (personalized mRNA cancer vaccine) sau khi các mẫu mô được thu thập từ bệnh nhân. Với phương pháp này, các nhà nghiên cứu giúp cơ thể tạo ra phản ứng miễn dịch chống lại các protein bất thường, hoặc kháng nguyên ung thư (neoantigen), được tạo ra bởi các tế bào ung thư.

Quá trình sản xuất bắt đầu bằng việc xác định các đột biến gen trong các tế bào khối u của bệnh nhân có thể tạo ra các kháng nguyên ung thư (neoantigen). Sau đó, các thuật toán máy tính được sử dụng để dự đoán kháng nguyên ung thư (neoantigen) nào có nhiều khả năng liên kết với các thụ thể trên tế bào T và kích thích phản ứng miễn dịch. Vaccine hiện tại có thể bao gồm các chuỗi trình tự di truyền cho tối đa 34 kháng nguyên ung thư (neoantigen) khác nhau.