Cấy ghép khối u của người trên chuột
Các nhà nghiên cứu đã từng đặt nhiều hy vọng vào phương pháp cấy ghép ngoại lai được lấy từ người bệnh (PDX). Nhưng giờ đây phương pháp này đang xuất hiện những hạn chế trong nghiên cứu và lâm sàng.
Mẫu PDX được cấy ghép trên chuột. Nguồn: Nature.
Lindsey Abel tiêm tế bào ung thư dạng lỏng vào một con chuột được gây mê, đây là những tế bào được lấy từ một người nghiện thuốc lá mắc bệnh ung thư lưỡi bị tái phát dù đã trải qua xạ trị và phẫu thuật. Con chuột này là loài gặm nhấm thứ hai được nuôi nhằm tạo ra mẫu ung thư – mẫu cấy ghép ngoại lai được lấy từ bệnh nhân (patient-derived xenograft – PDX) – mẫu PDX. Với phương pháp này, các tế bào ở khối u được lấy trực tiếp từ bệnh nhân thay vì các tế bào nuôi cấy trong đĩa Petri (một loại đĩa dùng để nuôi cấy tế bào). Khối u phát triển trong con chuột này sẽ được cấy ghép sang nhiều con chuột khác.
Quy trình này đã được Abel công bố nhiều lần kể từ khi bà làm việc tại phòng thí nghiệm của Randall Kimple tại Đại học Wisconsin–Madison . Kimple, bác sĩ chuyên điều trị ung thư bằng phương pháp xạ trị, dùng mẫu chuột PDX để tiến hành các thí nghiệm không thể thực hiện trên người như thử nghiệm các loại thuốc mới và xác định những phản ứng tích cực đối với phương pháp điều trị. Từ năm 2011, phòng thí nghiệm của ông đã tạo ra hơn 50 mẫu chuột PDX.
Phòng thí nghiệm của Kimple không phải nơi duy nhất thực hiện cấy ghép này; mẫu chuột PDX được thực hiện ngày càng nhiều trong suốt thập kỷ vừa qua và bắt đầu thay thế những kỹ thuật tạo mẫu ung thư khác trong nghiên cứu và phát triển thuốc, chẳng hạn như cấy ghép các dòng tế bào ung thư trên chuột. Từ lâu, các nhà khoa học đã hy vọng các mẫu PDX có thể định hình trạng thái của các khối u một chính xác hơn, thậm chí có thể dựa vào đó để đưa ra phác đồ điều trị cho bệnh nhân hoặc khám phá được nhiều loại khối u ở người. Danh mục PDXFinder được công bố đầu năm nay đã liệt kê hơn 1900 mẫu chuột PDX. Khoảng hơn 50 năm về trước, các nhà khoa học đã tiến hành cấy ghép tế bào ung thư ở người lên chuột. Tới đầu những năm 2000, các nhà nghiên cứu bắt đầu lo lắng các tế bào ung thư trong các mẫu cấy ghép ngoại lai bằng dòng tế bào (cell-line xenograft models) không tương đồng với tế bào ung thư ở người. Họ nhận thấy hầu hết các loại thuốc có tác dụng ở chuột không hiệu quả đối với con người, một phần nguyên nhân là do sự thay đổi của các tế bào trong thời gian nuôi cấy. Bởi vậy, các nhà nghiên cứu đã quay lại với mẫu PDX.
Các nhà khoa học bắt đầu nhận ra những hạn chế và sự phức tạp của các mẫu PDX. Trong kỹ thuật nuôi cấy này, các khối u có thể được nhân lên từ mẫu gốc hoặc có những mẫu PDX không thể sử dụng trong kiểm chứng các liệu pháp miễn dịch.
Một trong những nhược điểm thực sự của những mẫu chuột PDX là để nuôi được các khối u, các nhà nghiên cứu phải sử dụng những con vật thiếu hụt hệ miễn dịch. Nhiều nhóm nghiên cứu hiện nay đang cố gắng khắc phục hạn chế này, ví dụ, phòng thí nghiệm Jackson tại Bar Harbor, Maine, đã tiêm các tế bào gốc từ dây rốn của con người vào những con chuột vài tuần tuổi, sau đó chuyển khối u của người vào chuột. Do khối u có cơ chế bảo vệ để vô hiệu hóa hệ thống miễn dịch nên các nhà khoa học có thể thử nghiệm liệu pháp miễn dịch trên mẫu chuột có chứa tế bào miễn dịch của con người.
Nhưng các mẫu mới này cũng có hạn chế. Chẳng hạn khi cấy các khối u vào chuột, các liên kết và mạch máu trong khối u của người sẽ dần dần bị thay thế bởi những mô tương tự của chuột. Dù vậy, James Keck, nhà nghiên cứu ung thư tại phòng thí nghiệm Jackson tại Bar Harbor, Maine, vẫn rất lạc quan. Ông cho biết: “Đây là những mẫu cấy ghép phức tạp và hoàn toàn mới. Chúng ta đã đạt một một bước tiến lớn trong nghiên cứu về ung thư”.
Thanh An lược dịch
Nguồn: https://www.nature.com/articles/d41586-018-05890-8
