Bệnh bạch cầu cấp dòng tủy (AML) là một trong những loại ung thư máu nguy hiểm nhất, với tỷ lệ tử vong cao do sự phát triển của các tế bào gốc bạch cầu có khả năng kháng thuốc. Các tế bào này lần đầu tiên được mô tả cách đây 25 năm, khi Lapidot và cộng sự chỉ ra rằng một nhóm tế bào bạch cầu có thể được cấy ghép và gây ra bệnh bạch cầu ở chuột bị suy giảm miễn dịch. Những tế bào này có khả năng tự làm mới và biệt hóa tương tự như tế bào gốc tạo máu bình thường, nhưng lại đóng vai trò trung tâm trong sự phát triển và tái phát của AML.
Nhóm nghiên cứu từ Đại học Geneva, Bệnh viện Đại học Geneva và Viện Nghiên cứu Y học và Sức khỏe Quốc gia (INSERM) đã đạt được một bước tiến quan trọng khi xác định được các đặc điểm di truyền và con đường chuyển hóa năng lượng từ sắt mà các tế bào gốc bạch cầu sử dụng. Phát hiện này mở ra một hướng điều trị tiềm năng bằng cách chặn quá trình này, khiến tế bào ung thư bị suy yếu hoặc bị tiêu diệt mà không ảnh hưởng đến các tế bào khỏe mạnh. Những kết quả đột phá này đã được công bố trên Science Translational Medicine, mở ra triển vọng phát triển các phương pháp điều trị nhắm mục tiêu hiệu quả hơn.
AML là dạng ung thư máu và tủy xương phổ biến nhất ở người lớn, với tiên lượng rất xấu: một nửa số bệnh nhân dưới 60 tuổi và 85% bệnh nhân trên 60 tuổi không thể chữa khỏi. Nguyên nhân chính là sự tăng sinh bất thường của các tế bào chưa trưởng thành, lấn át và thay thế tế bào máu khỏe mạnh. Đặc biệt, các tế bào gốc bạch cầu có thể rơi vào trạng thái “ngủ đông”, giúp chúng tránh được tác động của hóa trị, nhưng có thể “thức dậy” và kích hoạt lại bệnh sau một thời gian điều trị. Đây chính là lý do tại sao các phương pháp điều trị hiện tại gặp khó khăn trong việc loại bỏ hoàn toàn AML.
Nhằm tìm ra cách tiêu diệt các tế bào gốc bạch cầu này, nhóm nghiên cứu đã sử dụng kỹ thuật tin sinh học tiên tiến để phân tích bộ gen của các tế bào bệnh. Họ phát hiện ra một tập hợp 35 gen đặc trưng có liên quan chặt chẽ đến tiên lượng bệnh, đồng thời chứng minh mối tương quan giữa bộ gen này với dữ liệu lâm sàng của bệnh nhân mắc AML. Bên cạnh đó, họ cũng khám phá ra một cơ chế chuyển hóa năng lượng quan trọng mà các tế bào này sử dụng để tồn tại.
Tế bào, dù bình thường hay ung thư, đều cần năng lượng để duy trì sự sống. Chúng tạo ra năng lượng bằng cách phân hủy các chất dinh dưỡng từ bên ngoài hoặc tái chế các thành phần bên trong thông qua quá trình tự thực (autophagy). Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng các tế bào gốc bạch cầu “ngủ đông” đặc biệt phụ thuộc vào một dạng tự thực có tên ferritinophagy, trong đó chúng tái chế ferritin – phân tử dự trữ sắt chính của tế bào – để tạo năng lượng. Quá trình này được điều hòa bởi protein NCOA4, một yếu tố quan trọng giúp kiểm soát lượng sắt trong tế bào.
Bằng cách ức chế NCOA4 bằng phương pháp di truyền hoặc hóa học, nhóm nghiên cứu đã có thể ngăn chặn ferritinophagy, khiến các tế bào gốc bạch cầu mất đi nguồn năng lượng quan trọng và bị tiêu diệt, trong khi các tế bào máu khỏe mạnh không bị ảnh hưởng. Thí nghiệm trên mô hình chuột đã chứng minh rằng việc chặn NCOA4 không chỉ làm giảm tốc độ phát triển của khối u mà còn ức chế khả năng tự tái tạo của tế bào gốc bạch cầu, từ đó hạn chế nguy cơ tái phát.
Hướng tới thử nghiệm lâm sàng, Giáo sư Jun Xu tại Đại học Sun Yat-Sen (Trung Quốc) đang phát triển hợp chất ức chế NCOA4 với mục tiêu ứng dụng điều trị AML trong tương lai. Trong khi đó, nhóm nghiên cứu tại Đại học Geneva, với sự hỗ trợ từ Liên đoàn Ung thư Thụy Sĩ, đang tiếp tục tìm hiểu mối liên hệ giữa ferritinophagy và mitophagy – một cơ chế quan trọng khác trong điều hòa tế bào gốc bạch cầu, nhằm tìm ra cách kiểm soát AML hiệu quả hơn.
Những phát hiện này không chỉ giúp mở ra một phương pháp điều trị mới cho AML mà còn có thể ứng dụng vào các bệnh ung thư khác liên quan đến rối loạn chuyển hóa sắt. Việc nhắm mục tiêu vào con đường chuyển hóa năng lượng của tế bào ung thư thay vì chỉ tấn công trực tiếp chúng có thể là hướng đi đột phá trong điều trị ung thư trong tương lai.
Tài liệu dịch từ nguồn: