Khi các nhà khoa học phát triển các phương pháp điều trị ung thư, họ muốn tìm kiếm các đặc điểm để kiềm chế các hình thức phát triển, như sự tăng trưởng khối u, di căn, tái phát và kháng thuốc. Các bệnh ung thư biểu mô, như ung thư vú, buồng trứng, tuyến tiền kiệt, da và bàng quang, thường bắt đầu phát sinh tại lớp lót của các cơ quan, các quá trình này được điều khiển bằng một chương trình di truyền được gọi là quá trình chuyển đổi biểu mô-trung mô.

Chuyển đổi biểu mô-trung mô bị chi phối bởi một protein mang tên Twist. Loại protein này ảnh hưởng trực tiếp đến sự phát triển căn bệnh ung thư, sự lây lan đến các cơ quan khác trong cơ thể và sự tái phát của nó sau khi đã thuyên giảm.

Trong một bước tiến quan trọng hướng tới việc phát triển một phương pháp trị liệu mới nhằm mục tiêu vào sự chuyển đổi biểu mô-trung mô, các nhà khoa học thuộc Đại học California, Los Angeles (UCLA) và Bệnh viện kiêm Trung tâm y khoa City of Hope đã trở thành những người đầu tiên có thể ngăn chặn được cơ chế Twist, họ đã sử dụng các hạt nano để vận chuyển một loại axit nucleic, mang tên RNA can thiệp nhỏ (siRNA - small interfering RNA) đến các tế bào ung thư. Trong các mô hình trên chuột cho thấy, sự vận chuyển siRNA đến các tế bào ung thư đã ức chế được biểu hiện Twist, điều đó đến lượt mình làm giảm sự chuyển đổi biểu mô-trung mô và đã giảm được rõ rệt kích thước khối u.

Công trình nghiên cứu đã được công bố trên Tạp chí Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine dưới sự lãnh đạo của Jeffrey Zink and Fuyu Tamanoi thuộc Viện nghiên cứu Hệ thống nano và Trung tâm ung thư Jonsson ULCA. Kết quả cho thấy tác dụng hiệu quả của việc cung cấp Twist siRNA và điều đó đã thúc đẩy các nhà nghiên cứu khám phá sâu hơn nữa cơ chế xảy ra bên trong khối u. 

Trong các nghiên cứu trước đây, siRNA đã cho thấy có tác dụng làm ngừng biểu hiện gen trong các tế bào ung thư nuôi cấy trong phòng thí nghiệm. Nhưng kỹ thuật này không có tác dụng trong cơ thể sống do các enzyme trong máu mang tên nuclease gây phân giải siRNA trước khi nó có thể tiếp cận đến các tế bào khối u.

Để giải quyết vấn đề này, các nhà nghiên cứu thuộc UCLA và City of Hope đã đính siRNA vào bên ngoài một loại hạt nano đặc biệt do Jeffrey Zink phát triển mang tên mesoporous silica. Trong nghiên cứu, các hạt nano này được bao bọc bằng polyethyleneimine, nó có tác dụng liên kết và bảo vệ siRNA khi được tiêm vào máu. Kết quả là các hạt nano có thể tích tụ trong các tế bào khối u và siRNA có thể phát huy tác dụng ngăn cản sự biểu hiện Twist của các tế bào.



Nghiên cứu phát hiện ra rằng, chuột thí nghiệm được cung cấp siRNA tải bằng hạt nano một tuần một lần trong sáu tuần đã ức chế được sự tăng trưởng khối u, và nó có thể làm ngừng không chỉ biểu hiện Twist mà cả các gen khác nhờ vào sự kiểm soát quá trình chuyển đổi biểu mô-trung mô.



Theo đánh giá của các nhà chuyên môn, kết quả nghiên cứu đã khẳng định được tầm quan trọng của Twist và quá trình chuyển đổi biểu mô-trung mô, một yếu tố thúc đẩy khối u xâm lấn và di căn trong nhiều dạng ung thư. Twist đã tái kích hoạt ở một số ung thư di căn, trong đó có các bệnh ung thư vú ba tiêu cực (triple-negative breast cancer), ung thư tế bào hắc tố và ung thư buồng trứng. Bằng cách làm ngừng quá trình chuyển đổi biểu mô-trung mô, các nhà khoa học Zink và Tamanoi đã có thể phát triển các phương án trị liệu mới đối với các dạng ung thư này.



Một phát hiện quan trọng khác là việc tắt biểu hiện Twist còn có thể khiến cho các tế bào ung thư mất khả năng kháng thuốc điều trị ung thư.

Các nhà nghiên cứu hiện đang xúc tiến việc thiết kế các hạt nano thế hệ kế tiếp cho phép vận chuyển Twist siRNA và các phân tử thuốc điều trị ung thư trên cùng một hạt nano - một phương án trị liệu tiềm năng có thể cùng một lúc vừa ngăn chặn chuyển đổi biểu mô-trung mô và vừa tiêu diệt các tế bào ung thư.

Theo các nhà nghiên cứu cho biết, tiến bộ này có thể đạt được do cấu trúc đặc biệt của các hạt nano được các nhà nghiên cứu sử dụng. Các hạt nano mesoporous silica có chứa hàng ngàn lỗ rỗng, cho phép lưu giữ và vận chuyển các loại thuốc chống ung thư trên cùng các hạt nano có đính siRNA ở bên ngoài. 

Nguồn: NASATI, ngày 11/7/2015.