Một nhóm các nhà nghiên cứu do WeiGuo của Trường Nghệ thuật & Khoa học dẫn đầu đã mô tả đặc điểm của các conđường phân tử đóng vai trò chính trong sự hình thành khối u, những phát hiện cóthể dẫn đến các công cụ chẩn đoán ung thư tốt hơn và các liệu pháp nhắm mụctiêu mới.
Trongnhiều trường hợp, biểu hiện thực thể của bệnh ung thư và cách chúng được chẩnđoán sau đó là thông qua khối u, khối mô của các tế bào bị đột biến và cáccấu trúc phát triển quá mức. Một trong những bí ẩn chính trong việc tìmhiểu điều gì xảy ra ở bệnh ung thư liên quan đến môi trường mà các cấu trúc nàyphát triển, thường được gọi là vi môi trường khối u.
Môitrường vi mô này đóng một vai trò trong việc tạo điều kiện thuận lợi cho sự tồntại, phát triển và lan rộng của khối u. Các khối u có thể giúp tạo ra cơsở hạ tầng của riêng chúng dưới dạng mạch máu, tế bào miễn dịch, phân tử tínhiệu và ma trận ngoại bào (ECM), mạng lưới ba chiều của giàn giáo hỗ trợ giàucollagen cho tế bào.
ECMcũng giúp điều chỉnh thông tin liên lạc của tế bào và trong môi trường vi môkhối u, ECM có thể là yếu tố thúc đẩy chính cho sự phát triển của khối u bằngcách cung cấp hỗ trợ cấu trúc cho các tế bào ung thư và điều chỉnh các đườngtruyền tín hiệu thúc đẩy tăng trưởng.
Nghiêncứu mới do Wei Guo của Trường Nghệ thuật & Khoahọc dẫn đầu và được công bố trên tạp chí Nature Cell Biology đã kếtnối các tương tác cấu trúc phức tạp trong môi trường vi mô khối u với các tínhiệu kích hoạt sự phát triển của khối u.
Cácnhà nghiên cứu đã nghiên cứu các tế bào gan ung thư phát triển trên các ECM cóđộ cứng khác nhau và phát hiện ra rằng sự cứng lại liên quan đến sự phát triểncủa khối u có thể bắt đầu một đợt làm tăng sản xuất các túi nhỏ được bao bọcbởi lipid được gọi là exosome.
RaviRadhakrishnan, giáo sư kỹ thuật sinh học tại Trường Kỹ thuật và Khoahọc Ứng dụng và là đồng tác giả của nghiên cứu cho biết: “Hãynghĩ về những exosome này như những gói mà mỗi tế bào vận chuyển ra ngoài, vàtùy thuộc vào địa chỉ, chúng được chuyển hướng đến các tế bào khác.
“Bằngcách ghi lại số lượng gói được gửi, địa chỉ trên các gói này, nội dung củachúng và quan trọng nhất là cách chúng được quy định và tạo ra, chúng tôi cóthể hiểu rõ hơn về mối quan hệ giữa môi trường vi mô khối u của bệnh nhân vàcác dấu hiệu tín hiệu phân tử duy nhất của họ, gợi ý về Radhakrishnan nói: “Cácliệu pháp điều trị ung thư được cá nhân hóa mạnh mẽ hơn.
Trongkhi nghiên cứu exosome liên quan đến sự phát triển và di căn của khối u đã đượcghi nhận rõ ràng trong những năm gần đây, các nhà nghiên cứu chủ yếu tập trungvào việc lập danh mục các đặc điểm của chúng hơn là điều tra nhiều quá trìnhchi phối việc tạo và vận chuyển exosome giữa các tế bào.
Làthành viên của Trung tâm Ung thư Khoa học Vật lýPenn (PSOC), Guo và Radhakrishnan từ lâu đã hợp tác trong các dự ánliên quan đến độ cứng của mô. Đối với bài báo này, họ đã tìm cách làm sángtỏ mức độ cứng lại thúc đẩy exosome trong tín hiệu nội bào ung thư.
Nhómcủa Guo bắt đầu quá trình này bằng cách kiểm tra các con đường được kích hoạtkhi các tế bào ung thư phát triển trên các ECM cứng. Họ protein Rab là ứngcử viên hàng đầu của chúng tôi, vì chúng chịu trách nhiệm tạo ra exosome vàgiải phóng chúng khỏi tế bào. Chúng tôi đã nghiên cứu Akt, một loạiprotein tín hiệu kiểm soát các protein Rab.
Trongđiều kiện khắc nghiệt, Akt được biến đổi về mặt phân tử, khiến nó tương tác vớiRabin8, một loại protein chuyển Rab8 thành viên họ Rab thành dạng hoạtđộng. Sau khi hoạt động, Rab8 sau đó bắt đầu công việc giúp tế bào giảiphóng exosome, “điều này tiếp tục thúc đẩy sự phát triển của khối u.
Sauđó, khi các nhà nghiên cứu kiểm tra các mẫu mô của bệnh nhân ung thư gan và thửnghiệm tác động của ECM cứng, họ phát hiện ra rằng các gen mã hóa đường truyềntín hiệu Notch, tham gia vào quá trình truyền thông giữa các tế bào và đượcbiết là thúc đẩy sự phát triển của khối u. bày tỏ nhiều hơn.
Guocho biết: “Con đường Notch có liên quan đến ung thư gan và hoạt động của nó cóliên quan đến việc gia tăng tổn thương gan. “Vì vậy, trong tương lai,thông tin này có thể được sử dụng để giúp các bác sĩ lâm sàng chẩn đoán ung thưsớm hơn.”
JohnsonChavarria cho biết, “Dự án PS-ON U01 này cho thấy tầm quan trọng của sự hợp tácliên ngành để giải quyết các câu hỏi nổi bật trong nghiên cứu ung thư. Tôimong đợi tác động rộng lớn hơn của những đặc tính vật lý này và những phát hiệncơ học giữa môi trường vi mô khối u, ECM và exosome sẽ có trong việc thúc đẩynghiên cứu và điều trị ung thư”.
Đốivới các nghiên cứu trong tương lai, các nhà nghiên cứu muốn kiểm tra cách thứccác chất tiết exosome từ các tế bào ung thư ảnh hưởng đến các tế bào miễn dịchvà thăm dò cách thức ung thư kết hợp các nguyên bào sợi, các tế bào giúp tạo môliên kết, để tạo ra các điều kiện thuận lợi hơn để phát triển và di căn.