Organoids 3D mở ra những hiểu biết đầy hứa hẹn về bệnh ung thư phổi ở chó
Các nhà nghiên cứu thú y đã sử dụng organoids để nghiên cứu các quá trình sinh học của bệnh ung thư phổi ở chó, một căn bệnh hiếm gặp ở chó hơn so với ở người nhưng thường gây nguy hiểm hơn.
Organoid là các cấu trúc giống với cơ quan ba chiều được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm, mang lại độ chính xác cao hơn nhiều để nghiên cứu các quá trình sinh học phức tạp so với nuôi cấy tế bào truyền thống được nuôi cấy trên bề mặt 2D phẳng. Những mô hình tiên tiến này chỉ mới được phát triển gần đây để hỗ trợ nghiên cứu về sinh học và bệnh tật ở người. Nhưng các nhà nghiên cứu lần đầu tiên đã áp dụng kỹ thuật nghiên cứu này vào bệnh ung thư phổi ở chó.
Nghiên cứu mô tả các kỹ thuật và phát hiện của các nhà nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Biomedicine & Pharmacotherapy.
Trong lĩnh vực nghiên cứu ung thư, ung thư phổi luôn được quan tâm hàng đầu ở người, và loài chó cũng có thể mắc phải căn bệnh này, nó được gọi là ung thư phổi nguyên phát ở chó.
Đối với những con chó được chẩn đoán mắc bệnh ung thư phổi, tình hình có thể rất tồi tệ. Nhiều trường hợp chỉ được phát hiện khi bệnh đã tiến triển nặng dẫn đến việc lựa chọn điều trị bị hạn chế. Phẫu thuật cắt bỏ mô phổi, được gọi là cắt thùy phổi, là một phương pháp phổ biến, nhưng nó có thể không có tác dụng chữa khỏi đối với những trường hợp nặng.
Trên thực tế, thời gian sống sót trung bình của những con chó được phẫu thuật cắt thùy phổi dao động trong khoảng từ 160 đến 450 ngày, ngay cả khi được hóa trị. Đối với những con chó bị ung thư phát triển rộng, tiên lượng thậm chí còn ảm đạm hơn, với thời gian sống sót chỉ từ 60 đến 180 ngày.
Không giống như y học dành cho con người, các liệu pháp nhắm mục tiêu phân tử đã trở thành yếu tố thay đổi cuộc chơi, các phương pháp điều trị như vậy rất hiếm trong thực hành thú y, khiến những người bạn lông xù của chúng ta có rất ít lựa chọn.
Bước vào thế giới nuôi cấy organoid 3D, một công nghệ tiên tiến mô phỏng động lực học của mô sống tốt hơn so với nuôi cấy tế bào truyền thống. Các organoid 3D là các cấu trúc ba chiều thu nhỏ được nuôi cấy từ tế bào gốc hoặc mẫu mô trong phòng thí nghiệm. Các tế bào gốc hoặc mẫu mô có thể tự tổ chức thành các cấu trúc phức tạp, giống cơ quan—do đó có tên gọi là "organoid".
Các tế bào và cấu trúc của organoid có thể tương tác với nhau giống như trong một cơ quan thực sự trong cơ thể sống theo không gian ba chiều, thay vì nuôi cấy tế bào truyền thống được nuôi cấy trên bề mặt phẳng, 2D. Điều này cho phép các nhà khoa học nghiên cứu các quá trình sinh học phức tạp hơn nhiều.
Các nhà nghiên cứu thuốc thú y nghĩ rằng họ có thể áp dụng kỹ thuật mới này cho bệnh ung thư phổi ở chó với hy vọng có thể xác định được những phương pháp điều trị mới.
Họ lấy mẫu khối u từ những con chó bị ung thư phổi cũng như từ các bộ phận khỏe mạnh của phổi để tạo ra các cơ quan ung thư phổi nguyên phát ở chó (cPLCO) và các cơ quan phổi bình thường ở chó (cNLO).
Tatsuya Usui, tác giả của nghiên cứu và phó giáo sư tại Khoa Khoa học đời sống động vật thuộc Đại học Nông nghiệp và Công nghệ Tokyo cho biết: “Hy vọng rằng những organoid này sẽ tái tạo cấu trúc mô của bệnh ung thư phổi ở chó tốt hơn bất kỳ nỗ lực nuôi cấy tế bào nào trước đây”.
Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng cPLCO phản ánh trung thực các đặc điểm của các mô khối u ban đầu của chúng, cả về hình thái mô học (về bản chất là hình dạng và cấu trúc của các mô) và cấu hình phân tử, bao gồm cả biểu hiện của các dấu hiệu khối u cụ thể. Dấu hiệu khối u là bất kỳ phân tử nào, điển hình là protein, được tạo ra bởi các tế bào ung thư hoặc bởi các tế bào khác trong cơ thể, để phản ứng với sự hiện diện của bệnh ung thư và cung cấp bất kỳ thông tin nào về bệnh ung thư.
Những dấu hiệu này, được tạo ra với số lượng cao hơn so với những bệnh nhân khỏe mạnh bình thường, là những gì các bác sĩ lâm sàng và nhà nghiên cứu sử dụng để xác định mức độ tiến triển của ung thư và liệu nó có đáp ứng với điều trị hay không.
Họ phát hiện ra rằng các chủng ung thư phổi khác nhau ở chó biểu hiện độ nhạy cảm khác nhau với các loại thuốc chống ung thư, mở ra cơ hội cho các phương pháp điều trị cá nhân hóa tiềm năng.
Các nhà khoa học cũng xác định mối tương quan giữa khả năng tồn tại của các organoid và mức độ biểu hiện của các phân tử mục tiêu cụ thể (về cơ bản là tần suất một gen được "bật"), chẳng hạn như thụ thể với yếu tố tăng trưởng biểu bì ở người 2 (HER2) hay thụ thể yếu tố tăng trưởng biểu bì (EGFR). Đây là cả hai protein đóng vai trò quan trọng trong việc truyền tín hiệu, tăng trưởng và điều hòa tế bào. Quan sát này có thể mở đường cho các liệu pháp nhắm vào các phân tử này trong tương lai.
Giải trình tự RNA tiết lộ rằng cơ quan gây ung thư biểu hiện sự gia tăng đáng kể trong việc “bật” 11 gen liên quan đến sự tăng sinh khối u ở các bệnh ung thư khác. Con đường truyền tín hiệu MEK, một con đường đầy hứa hẹn để can thiệp, vì các quá trình phân tử của nó cho phép truyền thông tin từ cơ quan tiếp nhận. Cơ quan gây ung thư biểu hiện sự phong phú trong con đường truyền tín hiệu Protein Kinase được kích hoạt bằng Mitogen, còn được gọi đơn giản hơn là con đường truyền tín hiệu MEK, một con đường đầy hứa hẹn để can thiệp, vì các quá trình phân tử của nó cho phép truyền thông tin từ các thụ thể trên bề mặt tế bào. Con đường này, bao gồm một loạt các protein tác động lên các protein khác, rồi lần lượt tác động lên các protein khác, v.v... là chìa khóa cho sự tăng sinh, biệt hóa, sống sót và phản ứng với các tín hiệu thông tin từ bên ngoài tế bào. Thông thường, nếu bất kỳ bước nào trong quy trình này bị kẹt ở vị trí bật hoặc tắt, nó có thể làm khối u phát triển.
Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm chất ức chế MEK gọi là trametinib, làm giảm đáng kể khả năng tồn tại của tế bào ung thư và ức chế sự phát triển của khối u khi tế bào ung thư được ghép vào mô hình tế bào khỏe mạnh.
Việc tạo ra các organoid ung thư phổi ở chó cung cấp một công cụ mạnh mẽ để khám phá căn bệnh này một cách chi tiết chưa từng có, có khả năng dẫn đến các phương pháp điều trị hiệu quả hơn cho chó, nhưng có thể mở rộng sang lĩnh vực ung thư phổi ở người, đưa ra các dấu hiệu chẩn đoán và mục tiêu điều trị mới.
https://vista.gov.vn/
