CÁC GEN KIỀM CHẾ KHỐI U CÓ THỂ THỰC HIỆN CHỨC NĂNG CẢM ỨNG APOPTOSIS
Các gen kiềm chế khối u thực hiện chức năng điều hòa sự phân chia và apoptosis của tế bào. Các khối u ác tính thường xuất hiện do sự thiếu hụt chức năng hoặc do thiểu năng một hoặc nhiều gen kiềm chế khối u. Trong thực tế, mất điều hòa con đường p53/MDM/p14ARE và pRb/p16/CK4/cyc D có lẽ là yếu tố cơ bản phát sinh ra hầu hết các bệnh ung thư ở người bởi vì nó làm gián đoạn sự điều hòa chu kỳ tế bào và khử hoạt hóa đáp ứng apoptosis. Vì thế, một trong số các chiến lược được sử dụng trong gen trị liệu là thay thế gen kiềm chế khối u. Chiến lượcònày có thể khôi phục lại các chức năng bình thường của một gen kiềm chế khối u khiếm khuyết hoặc loại bỏ chức năng bất thường của một oncogene.
Một trong số các nghiên cứu lớn nhất về gen kiềm chế khối u là p53. Gen p53 mã hóa cho yếu tố phiên mã tác động đến hàng trăm thành phần promoter khác nhau, nhiều thành phần thuộc các gen có liên quan đến sự điều hòa chu kỳ tế bào hay apoptosis. Trên 50% ung thư trên người là có đột biến ở p53. Nhiều khối u do đột biến p53 này lại kháng lại khá mạnh với các trị liệu thông thường như hóa trị hay xạ trị ion hóa. Roth và cộng sự là nhóm nghiên cứu đầu tiên chứng minh trong một TNLS rằng việc thay thế gen kiềm chế khối u có thể gây cảm ứng làm thu nhỏ khối u ở những bệnh nhân ung thư. Trong nghiên cứu này, các bệnh nhân ung thư phổi không tế bào nhỏ (non-small cell lung cancer – NSCLC) đã được xử lý với vec tơ retrovirus có chứa gen p53 dạng hoang dã dưới sự kiểm soát của β-actin promoter. Ba trong số 7 bệnh nhân được khảo sát thấy có các dấu hiệu thoái lui khối u; không thấy các bằng chứng về độc tố liên quan đến vec tơ. Những giới hạn trong nghiên cứu này đều phát sinh từ hiệu ứng tải nạp thấp của các vec tơ retrovirus cũng như những khó khăn trong việc sản xuất các virus có độ chuẩn cao.
Một TNLS tương tự liên quan đến NSCLC được thực hiện sau đó là việc sử dụng các vec tơ adenovirus khiếm khuyết sao chép có chứa gen p53 dạng hoang dã. Cách tiếp cận này đã làm ổn định bệnh trong 64% bệnh nhân và 8% bệnh nhân có đáp ứng phần nào.
Gen trị liệu p53 đã được nghiên cứu trong các mô ung thư khác và nhiều công trình đã thu được những kết quả khích lệ. Các mô ung thư như vú, não, tuyến tiền liệt, trực kết tràng, tụy, tuyến giáp, tử cung, buồng trứng, đầu và cổ đã thể hiện lợi thế tiềm năng với gen trị liệu gen p53.
Nhiều nghiên cứu sử dụng các virus ly giải ung thư dựa trên cơ sở thiếu hụt p53 đặc trưng cũng quan sát thấy trong nhiều ung thư. Adenovirus có khả năng sao chép được công nghệ hóa gen đầu tiên để chọn lọc khối u dựa trên nền tảng biệt hóa p53 là ONYX-015. Hiệu quả của ONYX-015 lúc đầu được cho là do sự sao chép chọn lọc của nó trong các TB khối u có chứa p53 bất hoạt. Tuy nhiên, những dẫn liệu gần đây cho thấy ONYX-015 lại sao chép trong các TB khối u với bất kỳ trạng thái nào của p53. Vai trò của trạng thái p14ARE trong sao chép chọn lọc của ONYX-015 cũng là một đề tài gây tranh cãi.
Các gen kiềm chế khối u khác cũng đang được nghiên cứu cho gen trị liệu bao gồm gen nhạy cảm u nguyên bào võng mạc (Rb), pHyde, p16, p21 và MDA-7. Rất giống với p53, chỉ cần một đột biến của pRb cũng có thể làm mất điều hòa tăng trưởng và/hoặc apoptosis. Gen trị liệu pRb được chỉ rõ là làm giảm tiến trình biến nạp ở nhiều mô chuột Rb+/- cũng như kiềm chế di căn phổi. Dùng một adenovirus biểu hiện dạng hoạt hóa cơ bản của pRb cũng thấy hiệu quả trong điều trị các bệnh tăng sinh mạch máu của người.
Gen kiềm chế khối u được phân dòng gần đây là pHyde đã thể hiện chức năng tiền apioptosis của nó trong các dòng TB ung thư tuyến tiền liệt. Thâm nhiễm các dòng tế bào PCa của người với adenovirus biểu hiện pHyde đã làm ức chế tăng sinh in vitro cũng như kiềm chế sự tăng trưởng của khối u ghép ngoại lai in vivo. Sở dĩ nó ức chế được bởi vì có sự cảm ứng apoptosis và rõ ràng là phụ thuộc vào sự hoạt hóa của caspase 3.
Gen p16 (INK4a, CDKN2, MTS) được sắp xếp ở vùng nhiễm sắc thể 9P21. p16 cũng được biết như là một gen kiềm chế khối u chủ yếu được phân lập và xác định đặc tính từ các nghiên cứu về Adp53. Nó mã mã hóa một protein gắn đặc hiệu và ức chế kinase 4 phụ thuộc cyclin (CDK4) và CDK6. CDK là các enzym thiết yếu mà hoạt tính của nó được điều tiết rất chặt chẽ bằng việc phosphoryl hóa protein gắn kết cùng các protein khác được gọi là các cyclin. Sự hoạt hóa phức hợp CDK-cyclin là để đáp ứng cho sự tiến triển chu kỳ tế bào thông qua sự phosphoryl hóa pRb. Trái lại, các chất ức chế CDK bao gồm p15, p16, p21 và p27 lại ngăn chặn sự hoạt hóa phức hợp CDK-cyclin. Vì vậy, khi pRb phospohryl hóa thấp thì vẫn gắn vào yếu tố phiên mã E2F, dẫn đến dừng chu kỳ tế bào ở pha G1 và ức chế ở pha S. Sự hoạt hóa bất thường CDK hay sự biểu hiện quá mức cyclin có thể dẫn đến mất kiểm soát tăng trưởng đặc trưng ung thư.
Người ta cũng chứng minh rằng mức p16 tăng dần dần khi các tế bào đi đến lão hóa để phản ứng lại sự hoạt hóa Ras. Sự tác động này được thiết lập cũng dựa trên nền tảng là vai trò của một gen kháng u. p16 cũng có liên quan đến các quá trình cơ bản khác của tế bào như sự sinh mạch máu, sự xâm lấn của khối u, sự ức chế tiếp xúc và apoptosis.
Gen kiềm chế khối u p16 là một tác nhân điều hòa âm quan trọng của chu kỳ tế bào, khi bị mất chức năng thì nó có thể góp phần đáng kể vào việc biến đổi ác tính. Biểu hiện quá mức p16 sẽ làm dừng sự phân chia tế bào ở các dòng tế bào có protein pRb nguyên vẹn. Nhiều khối u bao gồm ung thư tế bào chuyển tiếp (transitional cell carcinoma), u sắc tố, bệnh bạch cầu, u thần kinh đệm đều có liên quan đến sự loại bỏ đồng hay dị hợp tử vùng 9P21.
Những đột biến tinh tế của gen p16 cũng được báo cáo trong nhiều dòng TB khối u cũng như trong một số khối u tiên phát. Những biến đổi dòng mầm của p16 cũng phát hiện thấy ở một số tiểu quần thể bệnh nhân u hắc sắc tố có tính chất gia đình. Tuy nhiên, sự đứt đoạn p16 cũng được phát hiện trong các u não, bệnh bạch cầu tế bào T người trưởng thành, bệnh u lympho huyết cấp thời thơ ấu, NSCLC, u trung biểu mô ác tính tiên phát, ung thư tuyến tiền liệt và các dòng TB ung thư tế bào tụy của người.
Tính về tầm quan trọng của p16 với tư cách là một gen kiềm chế khối u, nhiều nghiên cứu đã được thực hiện trên cơ sở tải nạp p16 qua trung gian adenovirus trong ung thư phổi, ung thư vú, ung thư buồng trứng, ung thư tuyến tiền liệt, ung thư tụy, u nguyên bào đệm, ung thư tế bào vảy đầu và cổ và u hắc sắc tố với các mức độ thành công khác nhau. Dường như là việc chuyển giao tới tất cả các TB khối u đều đòi hỏi phương pháp này.
Một gen khác là một tác nhân điều hòa âm sự phosphoryl hóa Rb là p21 (cũng được gọi là WAF1, CAP20, Cip1 và Sdil). p21 là thành viên sáng lập họ Cip/Kip của các CKI bao gồm p27 và p54. Vì là một chất ức chế CDK nên p21 thực hiện chức năng bằng cách gắn và làm bất hoạt một thành viên của phức hợp cyclin/CDK liên quan đến sự chuyển tiếp G1-S trong chu kỳ tế bào. Bằng cách ngăn chặn các CDK khỏi sự phosphoryl hóa các đích của chúng thì chu kỳ tế bào sẽ bị dừng lại. p21 là trung gian làm dừng chu kỳ tế bào với cả phương thức phụ thuộc và không phụ thuộc p53.
Với các tình huống bình thường thì p21 được cảm ứng sau khi có sự hủy hoại DNA và cảm ứng này đã ngăn chặn sự tiến triển chu kỳ tế bào từ pha G1 đến pha S. Sự dừng này trong chu kỳ tế bào cho phép xảy ra việc sửa chữa DNA trước khi có sự sao chép DNA ở pha S. p21 cũng được chỉ rõ là ức chế cả sao chép và phosphoryl hóa DNA phụ thuộc PCNA.
Nhiều nghiên cứu đã gợi lên rằng p21 biểu lộ đặc tính tiền apoptosis dưới những điều kiện xác định ở các hệ thống đặc biệt. Việc sử dụng p21 như một tác nhân kháng u trong nhiều dòng TB ung thư người cũng đã được báo cáo. Đưa p21 vào trong các TB ung thư tuyến tiền liệt người, u não, ung thư thực quản và ung thư kết tràng có thể ức chế đáng kể sự tăng trưởng và sinh u của tế bào. p21 cũng có thể làm tăng cường đáp ứng apoptosis đối với tác nhân hóa trị liệu cisplatin trong u thần kinh đệm và các dòng tế bào ung thư buồng trứng. Biểu hiện quá mức p21 sẽ làm thúc đẩy apoptosis cảm ứng bởi C6-ceramid trong dòng tế bào ung thư tế bào gan người thiếu hụt p53. Khi tải nạp các dòng tế bào ung thư cổ tử cung với các adenovirus biểu hiện p21 sẽ làm ức chế tăng trưởng và apoptosis. p21 cũng được chỉ rõ là thúc đẩy apoptosis qua trung gian Fas/CD95.
Tóm lại, có thể thấy rằng việc thay thế gen kiềm chế khối u là một phương thức trị liệu hứa hẹn, trong đó p53 và p21 là hứa hẹn nhất cho tới thời điểm này. Mặc dầu đã có bằng chứng là có hoạt tính người ngoài cuộc qua trung gian p53 nhưng việc làm giảm bớt những đòi hỏi về việc chuyển gen tới các tế bào trong khối u cũng không ngoại trừ với các trị liệu qua trung gian p16 hoặc p21.
CÁC THỬ NGHIỆM LÂM SÀNG GEN TRỊ LIỆU P53
Có nhiều cách tiếp cận GTL trong TNLS hiện nay. Nhiều cách tiếp cận dựa trên cơ sở thay thế các gen khiếm khuyết bằng gen có chức năng dạng hoang dã như gen p53 chẳng hạn. Trong tất cả các gen kiềm chế khối u đang được nghiên cứu trong GTL ung thư thì p53 là hy vọng nhất. Gen trị liệu p53 có tiềm năng lớn đối với các TB khối u biểu hiện p53 dạng hoang dã vì nó thường làm nhạy cảm hơn các tác nhân hóa trị và xạ trị đối với các TB mất chức năng p53. Phương pháp p53 áp dụng hiệu quả trong ung thư đầu và cổ, ung thư buồng trứng và ung thư phổi.
Như đã đề cập ở trên, Roth và cộng sự lần đầu tiên sử dụng GTL lâm sàng p53. Nhóm nghiên cứu này đã sử dụng một vec tơ retrovirus để chuyển giao gen p53 hoang dã tới 9 bệnh nhân NSCLC, những người mà trước đây đã không thành công với các trị liệu thông thường. Ngoài độ an toàn và tính khả thi, những kết quả cũng chỉ rõ có sự thoái lui khối u ở 3 bệnh nhân và 3 bệnh nhân khác thì ổn định tăng trưởng khối u.
Swisher và cộng sự cũng đã thực hiện một nghiên cứu tương tự liên quan đến sự chuyển gen p53 qua adenovirus. Trong nghiên cứu này, 28 bệnh nhân NSCLC đã được xử lý với Adp53, kết quả có 64% bệnh nhân bệnh ổn định và 8% bệnh nhân có đáp ứng một phần.
Ung thư tuyến tiền liệt cũng rất phù hợp với gen trị liệu p53. Một nghiên cứu đã điều trị 30 bệnh nhân ung thư tuyến tiền liệt bằng Adp53 được chuyển giao bằng cách tiêm vào trong tuyến tiền liệt. Những kết quả của nghiên cứu này đã chứng minh có sự sản xuất protein p53 mà không có kèm theo hiệu ứng phụ đáng kể nào.
Chuyển gen p53 cũng được nghiên cứu với sự kết hợp cùng các thuốc hóa trị liệu. Về mặt lâm sàng thì phương pháp này cũng được khảo sát ở NSCLC, ở ung thư đầu và cổ, ung thư vú, ung thư tuyến tiền liệt, di căn gan từ ung thư kết tràng. Gen trị liệu Adp53 cũng được nghiên cứu với sự kết hợp cùng trị liệu phóng xạ. NSCLC cũng được quan tâm nhiều trong cách tiếp cận này.
Cách tiếp cận khác lợi dụng các lợi thế của gen trị liệu p53 là phát triển vaccin ung thư. Chẳng hạn như nghiên cứu pha I/II hiện đang được thiết kế với việc sử dụng vaccin Adp53 – tế bào dendritic tự thân sau hóa trị chuẩn để điều trị giai đoạn mở rộng của NSCLC. Phương pháp này sử dụng các tế bào dendritic của bệnh nhân và một adenovirus biểu hiện p53 để kiến tạo nên một vaccin. Trên thực tế, các cách tiếp cận GTL có thể được áp dụng nhằm khai thác khả năng của hệ miễn dịch để loại bỏ ung thư.
CÁC TRỊ LIỆU KẾT HỢP
Gen trị liệu tiền apoptosis kết hợp với các trị liệu khác thường cho các hiệu ứng đồng thuận. Gen trị liệu p53 đã được kết hợp cùng các trị liệu khác như hóa trị, phóng xạ ion hóa, các chất ức chế histon deacylase và trị liệu đa gen. Các trị liệu tiền thuốc- enzym như herpes simplex virus- TK hoặc CD đã thể hiện các lợi ích khi kết hợp với các trị liệu gen khác, chẳng hạn như trị liệu gen tự sát herpes simplex virus –TK đã được sử dụng trong nhiều nghiên cứu trị liệu đa gen, bao gồm các gen mã hóa yếu tố sinh kháng tạo mạch, các connexin, cytokin, caspase và trị liệu gen tự sát kép.
Các chiến lược sử dụng các gen apoptosis như Bax cũng rất có lợi nếu như kết hợp với các tác nhân khác. Lee và cộng tác đã chỉ rõ rằng virus herpes simplex biểu hiện Bax đã làm tăng cường hiệu lực điều trị BCNU trong mô hình u thần kinh đệm chuột. Trị liệu đa gen Bax cũng được nghiên cứu với sự kết hợp cùng Bad và p53. Những phân tử apoptosis bổ sung như FasL hay TRIAL cũng biểu lộ các hiệu ứng đồng thuận khi kết hợp với các phương thức trị liệu khác như doxorubicin hoặc p53.
Bệnh viện Nguyễn Tri Phương - Đa khoa Hạng I Thành phố Hồ Chí Minh
