Các nhà nghiên cứu cho biết, các thử nghiệm trên chuột bị ung thư hắc tố và ung thư ruột kết cho thấy hạt nhỏ tạo ra một "đội quân" tế bào miễn dịch mang theo hướng dẫn của vắc-xin.
Các nhà khoa học của Johns Hopkins Medicine cho biết họ đã phát triển một hạt nano - một vật chứa cực kỳ nhỏ có thể phân hủy sinh học - có khả năng cải thiện việc cung cấp vắc-xin dựa trên axit ribonucleic truyền tin (mRNA) cho các bệnh truyền nhiễm như COVID-19 và vắc-xin để điều trị. bệnh không lây nhiễm kể cả ung thư.
Kết quả thử nghiệm ở chuột, được báo cáo ngày 20 tháng 6 trong Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia , cho thấy hạt nano dựa trên polyme có thể phân hủy mang vắc-xin dựa trên mRNA, khi được tiêm vào máu của chuột, có thể di chuyển đến lá lách. và kích hoạt một số tế bào miễn dịch chống ung thư theo cách được nhắm mục tiêu.
Các nhà nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng những con chuột bị u ác tính sống sót lâu gấp đôi và gấp đôi số chuột bị ung thư đại trực tràng sống sót lâu dài sau khi tiêm các hạt nano do Johns Hopkins tạo ra so với những con chuột được điều trị đối chứng.
Ngoài ra, các nhà khoa học phát hiện ra rằng trên khắp những con chuột, khoảng một nửa số tế bào miễn dịch chuyên biệt chịu trách nhiệm nhận biết và tiêu diệt các tế bào không lành mạnh như tế bào bị nhiễm vi-rút hoặc ung thư, đã được kích hoạt và chuẩn bị để nhận ra các tế bào ung thư xâm lấn cụ thể.
Các hạt nano làm từ lipid (một loại axit béo) là cơ sở cho vắc xin mRNA COVID-19. Các loại vắc-xin phòng ngừa, dựa trên lipid như vậy thường được tiêm vào cơ bắp.
Tuy nhiên, trong khi cơ chứa nhiều tế bào có khả năng biểu hiện mRNA có thể dẫn đến phản ứng kháng thể, thì có tương đối ít tế bào đuôi gai - tế bào miễn dịch dạy phần còn lại của hệ thống miễn dịch, đặc biệt là tế bào T, tìm kiếm và tiêu diệt tế bào ung thư. . Các nhà khoa học có thể cải thiện vắc-xin tập trung vào điều trị ung thư bằng cách tăng cường khả năng tiếp cận các tế bào đuôi gai bằng hướng dẫn mRNA của chúng.
Việc tiêm vắc-xin gốc lipid vào máu tỏ ra khó khăn vì vắc-xin có xu hướng di chuyển trực tiếp đến gan, nơi chúng bị phân hủy.
Tiến sĩ Jordan Green, giáo sư kỹ thuật y sinh tại Đại học Johns cho biết: “Mục tiêu của chúng tôi là phát triển một hạt nano không được gửi trực tiếp đến gan và có thể dạy các tế bào của hệ thống miễn dịch một cách hiệu quả để tìm kiếm và tiêu diệt mục tiêu thích hợp. Đại học Y khoa Hopkins.
Green giải thích rằng để tạo ra vắc-xin mạnh hơn cho bệnh truyền nhiễm và bệnh không lây nhiễm, chẳng hạn như ung thư, hàm lượng mRNA của hạt nano là cần thiết để tiếp cận, xâm nhập và được biểu hiện trong các tế bào đuôi gai. Các nhà nghiên cứu cho biết sau khi mRNA được biểu hiện trong các tế bào đuôi gai, nó sẽ nhanh chóng bị suy giảm và kết quả là phản ứng của tế bào miễn dịch có thể tồn tại lâu hơn nữa sau khi mRNA và các hạt nano biến mất từ lâu.
Theo thông lệ, các nhà khoa học đã hoàn thành việc nhắm mục tiêu tế bào này bằng cách gắn protein vào một hạt nano liên kết đặc biệt, giống như ổ khóa và chìa khóa, với bề mặt của tế bào mục tiêu. Tuy nhiên, trong các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm của phương pháp này, chỉ một tỷ lệ nhỏ hạt nano đến được tế bào mục tiêu và các nhà khoa học cho biết có những thách thức trong sản xuất với phương pháp như vậy.
(adv)
Green và nhóm của ông đã thử nghiệm nhiều loại vật liệu khác nhau và cuối cùng quyết định bọc một mRNA mong muốn trong một chiếc bình làm từ polyme. Polyme là nhóm các phân tử nhỏ lặp đi lặp lại tạo thành một chuỗi liên kết chặt chẽ để tạo ra một phân tử lớn hơn và chúng có thể được thiết kế để phân hủy sinh học trở lại các phân tử nhỏ trong cơ thể. Nhóm của Green đã thiết kế tỷ lệ vừa phải giữa các phân tử ưa nước và kỵ nước của hạt nano -- một chìa khóa để làm cho hạt nano có khả năng bao bọc mRNA tốt hơn và giúp nó dễ dàng xâm nhập vào tế bào mục tiêu hơn.
Sau đó, nhóm của Green sử dụng các liên kết disulfide để làm cho các hạt nano phân hủy nhanh chóng bên trong tế bào mục tiêu. Các polyme được sử dụng để cấu tạo nên các hạt nano chứa các phân tử bịt đầu có ái lực với một loại mô cụ thể.
Cuối cùng, Green và nhóm của ông đã thêm một "người trợ giúp", còn được gọi là chất bổ trợ, vào hạt nano. Chất bổ trợ giúp kích hoạt tế bào đuôi gai.
Trong các thí nghiệm về các tế bào được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng cấu hình hạt nano mà họ phát triển được các tế bào đuôi gai sơ cấp tiếp nhận ở mức cao hơn khoảng 50 lần so với bản thân mRNA. Ở chuột, gần 80% tế bào trong lá lách mà các hạt nano tiếp cận là tế bào đuôi gai mục tiêu.
Trong một nhóm thí nghiệm, các nhà nghiên cứu đã sử dụng những con chuột có tế bào miễn dịch được biến đổi gen để phát sáng màu đỏ nếu hạt nano được mở ra để tiết lộ nội dung mRNA của nó. Họ phát hiện ra rằng 5% đến 6% tất cả các tế bào đuôi gai trong lá lách đã tiếp nhận, mở và xử lý hạt nano thành công và điều này xảy ra chủ yếu ở các tế bào đuôi gai so với các tế bào miễn dịch khác bao gồm đại thực bào, bạch cầu đơn nhân, bạch cầu trung tính và tế bào T.
Green cho biết: “Hệ thống miễn dịch được thiết kế để hoạt động thông qua một phản ứng khuếch đại, trong đó các tế bào đuôi gai dạy các tế bào miễn dịch khác những gì cần tìm kiếm trong cơ thể.
Các thí nghiệm sau đó cho thấy một nửa số chuột bị ung thư đại trực tràng sống sót lâu dài sau khi được tiêm hai mũi công thức hạt nano mới cộng với thuốc trị liệu miễn dịch, so với 10% đến 30% sống sót sau khi điều trị bằng công thức hạt nano khác và thuốc trị liệu miễn dịch hoặc liệu pháp miễn dịch. thuốc một mình.
Trong số những con chuột sống sót lâu dài mắc bệnh ung thư đại trực tràng, tất cả chúng đều sống mà không cần điều trị thêm khi các nhà nghiên cứu cho chúng thêm tế bào ung thư đại trực tràng, cho thấy phản ứng miễn dịch lâu dài ngăn ung thư quay trở lại.
Các nhà nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng 21 ngày sau khi điều trị bằng hạt nano mới, 60% tế bào T tiêu diệt tế bào ở chuột được trang bị để nhận biết và tấn công các tế bào đại trực tràng. Tương tự, ở những con chuột bị u ác tính, khoảng một nửa số tế bào T cùng loại được chuẩn bị để tấn công khối u ác tính.
Green cho biết: “Hệ thống phân phối hạt nano có thể tạo ra một đội quân tế bào T có thể nhận ra kháng nguyên liên quan đến ung thư.
Green nói: “Hệ thống phân phối hạt nano mới này có thể cải thiện cách thức tiêm vắc-xin cho bệnh truyền nhiễm và nó cũng có thể mở ra một con đường mới để điều trị ung thư.
Nguồn Johns Hopkins Medicine
