Triển vọng sử dụng exosomes trong chẩn đoán ung thư sớm

Bài viết được viết bởi Tiến sĩ Thân Thị Trang Uyên - Viện nghiên cứu Tế bào gốc và Công nghệ gen Vinmec

Việc chẩn đoán ung thư ở giai đoạn sớm có vai trò quan trọng trong việc điều trị và tiên lượng bệnh cho bệnh nhân. Hiện nay với sự phát triển của y học hiện đại đã nghiên cứu ra nhiều phương pháp chẩn đoán bệnh ung thư từ giai đoạn sớm, trong đó có exosomes.

Theo báo cáo của WHO năm 2019, ung thư hiện đang là căn bệnh có tỷ lệ tử vong cao thứ hai sau bệnh tim mạch, chiếm 21,3 % tổng số ca chết trên toàn nước Mỹ. Tỷ lệ chết cao do không có các biện pháp chẩn đoán sớm và do đó không thể điều trị khối u ở giai đoạn đầu khởi phát bệnh. Việc phát hiện và điều trị khối u ở giai đoạn sớm đã được công nhận là một yếu tố quan trọng trong kiểm soát ung thư đối với nhiều người. Bất kỳ chiến lược điều trị nào được đưa ra cũng phải phụ thuộc vào việc phát hiện chính xác dấu hiệu ung thư, các dấu hiệu này tồn tại trong mô khối u, huyết thanh và có thể trong các dịch cơ thể khác ở các dạng khác nhau chẳng hạn như DNA, miRNA và protein. Và các dấu hiệu này cũng có thể được đóng gói trong một túi tiết ngoại bào gọi là exosomes.

Exosomes là cấu trúc túi kín nhỏ có kích thước 40 – 250 nm và được tiết ra bởi rất nhiều loại tế bào, trong đó có cả tế bào ung thư và chúng có thể thu được từ nhiều loại dịch cơ thể khác nhau như: sữa mẹ, huyết tương, nước bọt, nước tiểu, tinh dịch, dịch vết thương ... Trong quá trình hình thành và tiết ra môi trường ngoại bào, exosomes được đóng gói với nhiều loại vật chất khác nhau, kể cả protein, enzymes và vật chất di truyền như DNA, mRNA và cả miRNA từ tế bào tiết.

Do exosome chứa các phân tử phản ánh mạnh mẽ tính chất sinh lý hay bệnh lý của tế bào mẹ tiết ra chúng và có ưu điểm là chúng rất dồi dào trong máu, có tính ổn định cao và có thể được phân tích với một lượng nhỏ (100 μL) mẫu huyết thanh hoặc huyết tương đông lạnh, nên chúng có thể được sử dụng như một nguồn chất chỉ thị sinh học mới để chẩn đoán bệnh.

Các nghiên cứu gần đây về ung thư tuyến tụy ở người, ung thư phổi, ung thư đại trực tràng và khối u ác tính chỉ ra rõ ràng exosomes mang nhiều protein riêng biệt với từng loại ung thư. Đối với ung thư tuyến tụy, tỷ lệ glyosican-1 GPC1+ trong exosomes cao hơn ở bệnh nhân ung thư tuyến tụy (100%) so với người khỏe mạnh (trung bình 2,3%). Đáng chú ý, dấu hiệu glyosican-1 GPC1+ biểu hiện rất nhạy trong giai đoạn đầu của ung thư. Một dấu hiệu khác đó là yếu tố ức chế di chuyển đại thực bào (macrophage migration inhibitory factor - MIF) biểu hiện cao trong exosomes thu được ở bệnh nhân ung thư gan có khả năng di căn cao giai đoạn I. Trong trường hợp đáp ứng điều trị ung thư tuyến tụy tiến triển cục bộ, mức độ vimentin trong exosomes đã giảm sau khi điều trị bằng gemcitabine, điều đó có nghĩa là vimentin trong exosomes có thể được sử dụng như một chất cho tiên lượng sự tiến triển của ung thư. Tương tự như ung thư tuyến tụy, EGFR (epidermal growth factor receptor) được phát hiện cao hơn ở exosomes từ bệnh nhân mắc ung thư dạ dày, do đó nó có thể sử dụng làm chất chỉ thị tiềm năng để chuẩn đoán loại ung thư này. Tuy nhiên, điểm hạn chế hiện là hàm lượng các protein đặc hiệu ung thư trong exosomes là rất thấp, và cần một thể tích huyết thanh hoặc môi trường nuôi cấy đủ lớn để có thể phân lập đủ exosomes để thực hiện các xét nghiệm tiếp theo bằng phương pháp phân tích hệ protein hoặc miễn dịch màng lai. Do đó, phân tích chất chỉ thị protein ung thư trong exosomes vẫn còn trong giai đoạn sơ khai.

Bên cạnh protein, vật chất di truyền trong exosomes bao gồm miRNA, lncRNA, mRNA và RNA ty thể dường như là một nguồn vật chất sinh học tiềm năng để phân loại các loại khối u. Các vật chất này có thể được khuếch đại bằng PCR để giải điểm quyết hạn chế về số lượng nhỏ của vật chất, và do đó làm cho chúng trở thành một công cụ tuyệt vời để chẩn đoán ung thư. Chẳng hạn như miR-103 được phát hiện với mức độ cao trong tế bào ung thư, hay lượng miR-638 trong exosomes huyết thanh giảm đi theo mức độ to dần của khối u gan. Hơn nữa, các lncRNA, như lnc-sox2ot, lnc-h19 và lncRNA-ARSR, đã được nghiên cứu trong có trong exosomes tuần hoàn theo dòng máu có độ tương quan cao với các giai đoạn phát triển của khối u và tỷ lệ sống sót chung của bệnh nhân.

Những phát hiện này chứng minh rằng có thể tìm thấy dấu ấn sinh học ngoại bào trong exosomes phân lập từ dịch lưu thông trong cơ thể hoặc các nguồn mô khác nhau của bệnh nhân để đánh giá sự di căn và tiến triển của ung thư với độ nhạy và độ đặc hiệu cao hơn. Hơn nữa, thời gian phát hiện ung thư cũng sớm hơn do exosomes đã được tiết ra và lưu thông trong dịch cơ thể bởi chính các tế bào ung thư ở giai đoạn rất sớm với số lượng tế bào nhỏ không đủ để được chẩn đoán bằng các biện pháp lâm sàng hiện nay.

Viện Nghiên cứu Tế bào gốc và Công nghệ gen Vinmec (VRISG) là một viện nghiên cứu Y Sinh phi lợi nhuận nằm trong hệ thống chăm sóc sức khoẻ Vinmec. Mục tiêu bao trùm của Viện nghiên cứu là tập trung nghiên cứu theo hướng ứng dụng nhằm chuyển đổi nhanh các phát minh trong nghiên cứu khoa học cơ bản thành ứng dụng trong lâm sàng. Với phương châm là sáng tạo và sáng tạo hơn nữa, Viện nghiên cứu tập trung vào các mục tiêu:

• Phát triển các liệu pháp y học trên cơ sở gen/ tế bào nhằm điều trị các bệnh nan y;
• Sản xuất các chế phẩm thuốc (off-the-self) từ tế bào gốc;
• Phát triển và kiểm định các công nghệ tế bào gốc;
• Nghiên cứu các cơ chế phân tử và tế bào điều khiển quá trình tái tạo mô và điều hòa miễn dịch đóng vai trò quyết định đối với hiệu quả của các liệu pháp đã và đang phát triển;
• Thiết lập hệ thống phòng thí nghiệm đạt tiêu chuẩn GMP cho mục tiêu sản xuất tế bào gốc và tế bào miễn dịch.

Để đặt lịch & biết thêm về ứng dụng của tế bào gốc trong điều trị bệnh khác nhau, Quý khách hàng có thể trực tiếp đến Vinmec Times City để thăm khám hoặc liên hệ thông tin hotline TẠI ĐÂY.