Hiểu được cách tế bào chết là chìa khóa để phát triển các phương pháp điều trị mới cho nhiều bệnh, cho dù mục tiêu là làm cho tế bào ung thư chết hay giữ cho các tế bào khỏe mạnh sống sót khi đối mặt với các bệnh khác, chẳng hạn như nhiễm trùng nặng hoặc đột quỵ.
Hai nghiên cứu mới từ Trường Y Đại học Washington ở St. Louis đã xác định một con đường gây chết tế bào chưa từng được biết đến trước đây - được đặt tên là bệnh lysoptosis - và chứng minh cách nó có thể dẫn đến các liệu pháp mới cho bệnh ung thư cổ tử cung.
Cả hai nghiên cứu, cùng nhau phân tích dữ liệu ở giun đũa, chuột và tế bào người, xuất hiện vào ngày 12 tháng 1 trên tạp chí Nature Communications Biology .
Máu của bệnh nhân ung thư cổ tử cung và các loại khối u khác được chấm với một loại protein gọi là SERPINB3. Theo nghiên cứu mới, khi gen tạo ra SERPINB3 không có trong tế bào ung thư cổ tử cung, tế bào khối u sẽ dễ chết hơn khi tiếp xúc với tác động của bức xạ. Tương tự, giun đũa cực nhỏ có tên C. elegans thiếu gen tương đương dễ chết hơn khi tiếp xúc với căng thẳng trong môi trường của chúng.
Bác sĩ Stephanie Markovina cho biết: “Từ lâu, người ta đã biết rằng mức độ cao của loại protein này trong máu là dấu hiệu của ung thư cổ tử cung và các bệnh ung thư tế bào vảy khác - mức protein trong máu càng cao thì tiên lượng càng xấu. , Tiến sĩ, một phó giáo sư về ung thư học phóng xạ.
"Chúng tôi tự hỏi liệu loại protein này có thể đang làm gì đó để bảo vệ bệnh ung thư hay không. Chúng tôi nghĩ rằng có thể gen này đang bảo vệ tế bào ung thư khỏi căng thẳng giống như cách gen của giun đũa tương đương đang bảo vệ C. elegans khỏi căng thẳng."
Markovina đã hợp tác với Gary Silverman, MD, PhD, Giáo sư Harriet B. Spoehrer và trưởng khoa Nhi; và Cliff J. Luke, Tiến sĩ, một phó giáo sư nhi khoa, người đã nghiên cứu con đường này ở C. elegans và chuột.
"Một ngày nọ, tôi nhận thấy rằng những con giun có gen tương đương bị loại bỏ đều đang chết", Luke nói. "Tôi nhận ra rằng thay vì cho giun đũa vào nước muối thông thường - hoặc nước mặn - mà chúng tôi sử dụng, tôi đã vô tình cho chúng vào nước thông thường. Giun đũa bình thường thì hoàn toàn tốt, nhưng những con giun này lại thiếu chất tương đương với SERPINB3 của con người tất cả gen đều chết. Nước đồng bằng là nguồn gây căng thẳng và chúng tôi xác định rằng chúng thiếu gen bảo vệ chúng khỏi sự chết tế bào do căng thẳng. Sau đó, chúng tôi tự hỏi liệu quá trình chết tế bào này có được bảo tồn ở động vật có vú hay không. Tương tự như C. elegans , chúng tôi cho thấy rằng các tế bào biểu mô ruột của chuột nhạy cảm hơn với căng thẳng khi thiếu chất tương đương với SERPINB3 của chuột . "
Trong mọi trường hợp - giun đũa, chuột và ung thư cổ tử cung - các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng phương thức chết tế bào cụ thể này được kích hoạt trong một ngăn cụ thể của tế bào được gọi là lysosome, một trung tâm quản lý chất thải quan trọng chịu trách nhiệm tái chế hoặc thải bỏ tế bào lãng phí. Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng những gen này - được gọi là gen serpin - bảo vệ chống lại quá trình chết tế bào do lysosome kích hoạt (lysoptosis) và bản thân con đường chết của tế bào được bảo tồn giữa các loài, từ giun đũa đến người.
Silverman, giáo sư sinh học & sinh lý học tế bào và di truyền học, đồng thời là giám đốc điều hành của Tổ chức Nhi đồng cho biết: “Có nhiều con đường chết của tế bào khác nhau và hiểu được các con đường cụ thể liên quan đến từng con đường riêng lẻ là rất quan trọng để điều trị bệnh. Viện Khám phá tại Trường Y Đại học Washington và Bệnh viện Nhi đồng St. Louis. "Lysosome chứa một số enzyme mạnh nhất trong cơ thể. Nếu lysosome bị rò rỉ một chút, chúng có thể gây hại khôn lường cho tế bào. Vì lý do này, hầu hết các nhà điều tra đã giảm vai trò của chúng trong việc chết tế bào vì tác động của chúng sẽ rất thảm khốc. giả định rằng các ô phải có nhiều biện pháp bảo vệ để ngăn quá trình này xảy ra.
(adv)
Ông nói: “Công việc của chúng tôi cho thấy không phải như vậy. "Lysosome luôn bị rò rỉ một chút và các protein như SERPINB3 ở đó để vô hiệu hóa các enzym này nếu chúng thoát ra khỏi lysosome. Khi mức SERPINB3 thấp hoặc không có, hoặc nếu căng thẳng đủ mạnh để gây ra rò rỉ lớn lysosome, thì tế bào chết nhanh chóng, bị tàn phá bởi các enzym lysosome. Các tế bào dường như phát nổ và phun chất chứa của chúng ra không gian ngoại bào, nơi nó gây ra phản ứng viêm dữ dội. Tế bào. Quá trình này rất khác với quá trình apoptosis, trong đó tế bào lặng lẽ phát triển và các mảnh vỡ tế bào được làm sạch bởi các tế bào lân cận. "
Để nghiên cứu tác động của gen SERPINB3 , Markovina đã sử dụng công nghệ chỉnh sửa gen CRISPR để xóa gen này khỏi tế bào ung thư cổ tử cung. Các nhà nghiên cứu quan sát thấy rằng các tế bào ung thư cổ tử cung được cấy vào chuột nhạy cảm hơn với áp lực của hóa trị và xạ trị khi chúng thiếu gen bảo vệ này.
Các nhà nghiên cứu đang sàng lọc các loại thuốc thuộc diện điều tra hoặc đã được Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm phê duyệt đối với các bệnh khác để xác định các hợp chất làm tắt gen SERPINB3 trong tế bào ung thư cổ tử cung, do đó chúng có thể bị tiêu diệt - bằng chứng lysoptosis - dễ dàng hơn bằng hóa trị. và bức xạ.
Markovina, người điều trị cho các bệnh nhân ung thư phụ khoa tại Trung tâm Ung thư Siteman thuộc Bệnh viện Barnes-Do Thái và Trường Y Đại học Washington, cho biết: “Ngay sau khi chúng tôi có một loại thuốc ứng cử viên, chúng tôi hy vọng sẽ đưa nó vào thử nghiệm lâm sàng càng sớm càng tốt.
Luke cũng chỉ ra các tình huống mà một phương pháp điều trị khác để ngăn chặn loại tế bào chết này có thể có lợi, bao gồm cả các bệnh nhiễm trùng do vi rút hoặc vi khuẩn.
Luke cho biết: “Chúng tôi cũng đang sàng lọc các loại thuốc để tìm ra các liệu pháp tiềm năng có thể tăng cường khả năng bảo vệ tế bào mà gen này mang lại. "Ví dụ, trẻ sinh non có nguy cơ cao phát triển một căn bệnh viêm nghiêm trọng được gọi là viêm ruột hoại tử, trong đó các tế bào của lớp bên trong ruột chết đi. Trong trường hợp này, chúng tôi sẽ quan tâm đến việc tìm cách điều chỉnh biểu hiện. của SERPINB3 để bảo vệ chống lại sự chết của tế bào trong ruột. "
Silverman nói thêm, "Bằng chứng cho thấy rằng bệnh lysoptosis là cách các tế bào chết sau khi bị tổn thương lớn, chẳng hạn như đau tim hoặc đột quỵ, hoặc trong các tình trạng viêm nặng như bệnh viêm ruột hoặc viêm ruột hoại tử. Trong một số trường hợp, chúng tôi muốn điều khiển bệnh lysoptosis để giúp tiêu diệt tế bào khối u và các tế bào khác, chúng tôi muốn ngăn chặn nó khi nó được kích hoạt một cách không thích hợp. Chúng tôi hy vọng kiến thức mới này có thể dẫn đến các liệu pháp mới cho các bệnh mà loại tế bào chết này đóng vai trò quan trọng. "
Nguồn Trường Y Đại học Washington
