Mới đây, trong một loạt thí nghiệm trên tế bào và chuột, các nhà nghiên cứu tại Viện Y tế Quốc gia và Bệnh viện Đa khoa Massachusetts ở Boston đã phát hiện ra một loại enzyme được sản xuất trong tế bào ung thư gan có thể chuyển đổi một nhóm hợp chất thành thuốc chống ung thư, tiêu diệt tế bào và giảm bệnh tật ở động vật.

Các nhà nghiên cứu cho rằng enzyme này có thể trở thành mục tiêu tiềm năng để phát triển các loại thuốc mới chống ung thư gan, các bệnh ung thư và bệnh khác.

"Chúng tôi đã tìm thấy một phân tử có thể giết chết các tế bào trong một căn bệnh ung thư gan hiếm gặp theo một cách độc đáo", tiến sĩ Matthew Hall, nhà khoa học chuyển mã, một trong những người đứng đầu công trình tại Trung tâm Quốc gia về Tiến bộ Khoa học Chuyển mã (NCATS) của Viện Y tế Quốc gia, cho biết. 

"Nó xuất hiện từ một cuộc sàng lọc để tìm ra các phân tử tiêu diệt có chọn lọc các tế bào ung thư gan ở người. Phải mất rất nhiều công sức để tìm ra rằng phân tử này được chuyển đổi bởi một loại enzyme trong các tế bào ung thư gan này, tạo ra một loại thuốc chống ung thư độc hại”.

Tiến sĩ Hall và tiến sĩ Nabeel Bardeesy, chuyên gia về ung thư gan tại Bệnh viện Đa khoa Massachusetts và các đồng nghiệpU đã báo cáo kết quả của họ vào ngày 13/3 trên tạp chí Nature Cancer.

Phát hiện này bắt nguồn từ sự hợp tác giữa Bệnh viện Đa khoa Massachusetts và các nhà nghiên cứu của NCATS. Ban đầu Bardeesy đang nghiên cứu ung thư đường mật, một loại ung thư gan ảnh hưởng đến ống mật. Ung thư được đặc trưng bởi các đột biến trong enzyme IDH1. 

Nhóm của Bardeesy muốn tìm các hợp chất và thuốc có hiệu quả chống lại đột biến IDH1. Thông qua sự hợp tác với NCATS, Hall và các nhà khoa học NCATS khác đã nhanh chóng thử nghiệm hàng nghìn loại thuốc và tác nhân ung thư thử nghiệm đã được phê duyệt về hiệu quả của chúng trong việc tiêu diệt các tế bào ung thư đường mật, với mục tiêu là IDH1.

Họ đã tìm thấy một số phân tử, trong đó có một phân tử gọi là YC-1, có thể tiêu diệt các tế bào ung thư. Tuy nhiên, khi họ xem YC-1 hoạt động như thế nào, họ phát hiện ra hợp chất này không ảnh hưởng đến đột biến IDH1.

Các nhà nghiên cứu Massachusetts đã chỉ ra các tế bào ung thư gan đã tạo ra một loại enzyme, SULT1A1. Enzyme này đã kích hoạt hợp chất YC-1, khiến nó trở nên độc hại đối với các tế bào khối u trong môi trường nuôi cấy tế bào ung thư và mô hình chuột bị ung thư gan. Trong các mô hình động vật được điều trị bằng YC-1, các khối u gan đã giảm sự phát triển hoặc co lại. Ngược lại, các nhà nghiên cứu không tìm thấy thay đổi nào trong các khối u được điều trị bằng YC-1 ở động vật có tế bào ung thư thiếu enzym.

Các nhà nghiên cứu đã kiểm tra các cơ sở dữ liệu khác về kết quả sàng lọc thuốc trong thư viện hợp chất và thuốc để khớp hoạt động của thuốc với hoạt động của SULT1A1. Họ cũng xem xét cơ sở dữ liệu lớn của Viện Ung thư Quốc gia về các hợp chất chống ung thư để có thêm khả năng kiểm tra hoạt động của chúng với enzyme.

Họ đã xác định được một số loại hợp chất dựa trên SULT1A1 cho hoạt động tiêu diệt khối u của chúng. Sử dụng các phương pháp tính toán, họ đã dự đoán các hợp chất khác cũng có khả năng phụ thuộc vào SULT1A1.

"Khi chúng tôi tìm thấy YC-1 đã kích hoạt SULT1A1, điều đó khiến chúng tôi đặt câu hỏi: "Những hợp chất nào khác đang hoạt động và có thể tiêu diệt tế bào theo cơ chế tương tự?" Hall cho biết. "Chúng tôi có thể xác định các hợp chất khác đang được phát triển và chứng minh rằng chúng là cũng hoạt động vì kích hoạt SULT1A1? Câu trả lời là có. Chúng tôi đã tìm thấy các hợp chất khác có cùng cơ chế hoạt động như YC-1”.

Các nhà khoa học cho rằng những phát hiện này có ý nghĩa lớn hơn đối với việc phát triển các loại thuốc chống ung thư mới. Bardeesy cho biết: “Chúng tôi nghĩ rằng những phân tử này có tiềm năng trở thành một nhóm thuốc chống ung thư chưa được khai thác, phụ thuộc vào SULT1A1 để hoạt động chống lại các khối u”.

Các nhà nghiên cứu xem YC-1 và các phân tử tương tự như nguyên mẫu để phát triển các hợp chất có hiệu quả chống lại các protein quan trọng trên tế bào. Việc sửa đổi các phần khác nhau của các phân tử này có thể làm cho chúng đặc hiệu hơn đối với các protein như vậy. Các nhà nghiên cứu chỉ ra việc tạo ra một "bộ công cụ gồm các phân tử được kích hoạt SULT1A1" có thể ảnh hưởng đến nhiều mục tiêu khác nhau.

Một bộ công cụ như vậy bao gồm hàng trăm phân tử đã biết. Về lý thuyết, bộ công cụ bao gồm nhiều loại enzyme, được gọi là sulfotransferase, hoạt động trong các mô khác nhau trong cơ thể. Ví dụ, ngoài SULT1A1, sulfotransferase SULT4A1 của con người đang hoạt động trong não. Nó có thể kích hoạt một tập hợp con của các phân tử trong bộ công cụ. Điều này có thể hữu ích trong việc phát triển các loại thuốc đặc hiệu cho bệnh ung thư não.

"Chúng tôi biết rằng các loại thuốc phụ thuộc vào SULT1A1 đã được xác định”, Bardeesy nói. "Kết quả của chúng tôi cho thấy có thể có các hợp chất phụ thuộc SULT1A1 khác với phạm vi nhắm mục tiêu khác nhau. Việc xác định các hợp chất và mục tiêu như vậy trên tế bào có thể có tiềm năng đối với việc phát triển các loại phân tử nhỏ và thuốc khác, không chỉ giới hạn ở những bệnh ung thư này. Điều này có thể trở thành một cách tiếp cận mới đối với một số bệnh”.

Mỹ Linh