Những phát hiện độc lập của 2 ông trong thập niên 90 đã mở đường cho sự tiến bộ vượt bậc trong lĩnh vực điều trị ung thư.Đón Xuân mới 2019 xin kể chuyện thành tựu y sinh mới này.
Hai nhà khoa học đã phát hiện rằng, hệ thống miễn dịch trong cơ thể người có thể được khai thác để tấn công các tế bào ung thư. Ông James Allison, 70 tuổi, hiện là Trưởng khoa Miễn dịch học Trung tâm Ung thư MD Anderson (Hoa Kỳ) và là giám đốc Hội đồng Cố vấn Khoa học của Viện Nghiên cứu Ung thư (CRI). Ông nhận giải Nobel Y Sinh học 2018 vì đã nghiên cứu một protein trên tế bào T, CTLA-4, hoạt động như chiếc “phanh” (hình tượng của một hiện tượng gọi là “ức chế miễn dịch âm tính”) ở hệ miễn dịch. Còn ông Tasuku Honjo, 76 tuổi, Giáo sư Danh dự Viện Đại học Kyoto (Nhật Bản), vào năm 1992 đã khám phá một loại protein góp phần vào việc phát triển một loại thuốc miễn dịch chống ung thư gọi là PD-1. Nó cũng hoạt động như một chiếc “phanh” của tế bào T, nhưng thông qua một cơ chế miễn dịch khác với CTLA-4.
Hệ miễn dịch là gì và vì sao trị được ung thư?
Hệ miễn dịch ở con người là một hệ thống bảo vệ của cơ thể nhằm chống lại các chất lạ xâm nhập gây bệnh tật. Chính hệ miễn dịch tạo sức đề kháng cho cơ thể mà nếu không có nó, con người chúng ta không thể tồn tại.
Hàng ngày, hàng giờ cơ thể ta đều bị các “chất lạ”, đặc biệt là các mầm bệnh, tấn công xâm nhiễm, nếu không có đội quân các tế bào bạch cầu của hệ miễn dịch nhận diện và tiêu diệt các mầm bệnh xâm nhập là vi khuẩn, virus, ký sinh trùng, vi nấm... chúng ta chết từ lâu rồi.
Khi hệ miễn dịch chúng ta khỏe mạnh, nó còn giúp sửa chữa các tế bào của cơ thể bị hư hỏng; hoặc phòng tránh ung thư bằng cách tiêu diệt tế bào ung thư.Tức là, hệ miễn dịch của chúng ta có một khả năng tuyệt vời là nhận diện được những gì là “tự thân” (self) tức “thuộc về ta” và “không tự thân” (non-self) tức “chất lạ”.Nếu “chất lạ” xâm nhập sẽ bị nhận diện và tiêu diệt ngay.Đặc biệt, tế bào T là một loại tế bào bạch cầu có vai trò trong hệ miễn dịch, vừa giúp cơ thể chống lại mầm bệnh vừa nhận diện và tiêu diệt các tế bào của chính ta bị lỗi và hư hỏng là các tế bào ung thư.
Tế bào ung thư thật ra trước hết là tế bào lành, nhưng vì lý do nào đó chúng bị lỗi và hư hỏng để rồi phát triển, phân chia tế bào một cách vô tổ chức và những tế bào đó có khả năng xâm lấn những mô khác bằng cách phát triển trực tiếp vào mô lân cận hoặc di chuyển đến nơi xa (gọi là di căn).
Hệ thống miễn dịch thường phát hiện và tiêu diệt các tế bào bị lỗi và hư hỏng gọi chung là đột biến, nhưng các tế bào ung thư lại tìm ra phương cách để trốn khỏi các cuộc tấn công miễn dịch vừa kể, nhờ đó chúng có thể tiếp tục phát triển tạo thành khối u được gọi là ung thư.
Các tế bào bạch cầu là một phần quan trọng của hệ miễn dịch.Trong các tế bào bạch cầu, các tế bào T (hay tế bào lympho T) có nhiều ở hệ bạch huyết. Trên bề mặt tế bào T có rất nhiều các thụ thể (receptor) là vị trí mà một chất nào đó gọi là kháng nguyên peptid gắn vào sẽ làm cho tế bào T hoạt động chống lại “chất lạ” mà chúng xem là nguy hại. Có 2 loại thụ thể trên màng tức bề mặt của tế bào T.
Thứ nhất là các thụ thể ở màng tế bào T mà kháng nguyên peptid gắn vào làm tăng thúc đẩy hoạt tính của tế bào T, chúng tiết ra lymphokin chống lại “chất lạ”.Nếu tế bào ung thư được nhận diện ngay từ đầu là “chất lạ” cũng không tránh khỏi bị tiêu diệt bởi sự tấn công miễn dịch của tế bào T.
Thứ hai, các thụ thể khi được chất nào đó gắn vào lại có tác dụng ngược lại, làm giảm hoạt tính của tế bào T. Chính nhờ các thụ thể loại thứ hai này mà cơ thể tránh được sự kích hoạt quá mức của hệ miễn dịch dẫn đến sự chống lại chính các tế bào khỏe mạnh của cơ thể. Có một số bệnh sinh ra do thụ thể loại thứ hai này không hoạt động tốt. Đó là bệnh tự miễn như đái tháo đường type 1, viêm khớp dạng thấp là bệnh mà hệ miễn dịch chống lại chính tế bào khỏe mạnh của cơ thể.
Hai trong số các thụ thể làm giảm hoạt tính tế bào T là CTLA-4 (cytotoxic T-lymphocyte-associatedprotein 4) và PD-1 (programmed cell death protein 1) đã được nghiên cứu bởi James Allison và Tasuku Honjo.
Xứng đáng được giải Nobel 2018
Ủy ban trao giải Nobel cho biết, các công trình của 2 nhà khoa học James Allison và Tasuku Honjo đã tìm ra cách lợi dụng hệ thống miễn dịch, giải phóng cơ chế ức chế tế bào miễn dịch để chống lại tế bào ung thư.
Có thể tóm tắt công trình của hai nhà khoa học như sau: tế bào miễn dịch đi tìm và diệt các tế bào lạ hay tế bào hư hỏng. Tuy nhiên bản thân nó có những cái thắng (phanh) mà thông qua đó tế bào ung thư (không phải tế bào lạ nhưng đã hư hỏng) tránh né được và không bị diệt. Hai ông đã tìm ra 2 cách khác nhau để “bẻ thắng” giúp tế bào miễn dịch có thể tìm và diệt tế bào ung thư tốt hơn.
Đầu những năm 1990, James Allison và một số nhà khoa học khác đã phát hiện CTLA-4 có hoạt tính ức chế hoạt động của tế bào T. Từ đó có 2 hướng.Một số nhà khoa học nghiên cứu sử dụng CTLA-4 như một giải pháp điều trị các bệnh tự miễn.Còn James Allison lại có một ý tưởng khác hơn, đó là khai thác CTLA-4 như một vũ khí chống ung thư.
Vào năm 1994, bằng cách bất hoạt CTLA-4 của tế bào T của chuột, James Allison và cộng sự khởi động các tế bào miễn dịch để tiêu diệt và kết quả khả quan là chuột bị ung thư được chữa khỏi bệnh. Sự kiện này nhận định, một loại protein là CTLA-4 có chức năng như một cái “phanh” ức chế hệ miễn dịch, nếu “phanh” protein này bị bất hoạt bằng một kháng thể sẽ kích thích khả năng của các tế bào miễn dịch T trong việc chống lại khối u. Kháng thể đầu tiên bất hoạt CTLA-4 được tìm ra và được gọi tên là ipilimumab vào năm 2011, được Cơ quan Quản lý Thực và Dược phẩm Mỹ (FDA) chấp thuận trong điều trị bệnh u hắc tố da (melonoma).
Vào đầu những năm 1990, nhà miễn dịch học Tasuku Honjo phát hiện ra một loại protein (PD-1) nằm trên màng tế bào T miễn dịch cũng có khả năng bị ức chế, nhưng với cơ chế hoạt động khác loại protein CTLA-4. Thuốc chống PD-1 đầu tiên là pembrolizumab và nivolumab đều được chấp thuận cho sử dụng vào năm 2014 để điều trị u hắc tố.
Ủy ban Nobel nhận định những nghiên cứu của James Allison và Tasuku Honjo có tính phát triển quan trọng vì trình bày “một sự chuyển đổi mô hình trong cuộc chiến chống ung thư”. Bởi từ đây điều trị không nhắm vào tế bào ung thư mà là chỉnh sửa hệ miễn dịch.Đó được gọi là liệu pháp miễn dịch chữa ung thư. Cho tới nay, phát hiện của hai nhà khoa học đã giúp ra đời thế hệ thuốc điều trị ung thư mới, dù còn nhiều tác dụng ngoại ý, nhưng đã cho kết quả khả quan trên bệnh nhân bệnh u hắc tố, ung thư phổi và ung thư bàng quang.
Theo ước tính của Tổ chức Y tế Thế giới, mỗi năm có trên 1,3 triệu ca mắc mới và gần nửa sẽ tử vong trong thời gian ngắn sau khi được chẩn đoán. Hiện mỗi năm Việt Nam có hơn 126.000 ca mắc mới và khoảng 94.000 người tử vong vì ung thư.Phần lớn người bị bệnh ung thư ở ta đến khám và điều trị ở giai đoạn muộn nên việc điều trị càng khó khăn và tốn kém.
Rõ ràng thành tựu y sinh được giải Nobel Y sinh học 2018 có thể gọi là phát kiến “cách mạng” cho cuộc chiến chống ung thư.