Trị liệu miễn dịch công nghệ gen (P3)

Các vec tơ polynucleotid

Kể từ báo cáo đầu tiên về tiêm chủng polynucleotid tới nay đã có rất nhiều công trình nghiên cứu chứng minh hiệu lực vaccin của DNA plasmid, mRNA hoặc hệ DNA/RNA mã hóa các KN đích trên các mô hình động vật sau khi tiêm polynucleotid qua các con đường: trong cơ, trong da, dưới da cũng như phun qua bề mặt niêm mạc (mũi, ruột, âm đạo). Độ an toàn của việc tiêm chủng polynucleotid đã được một số TNLS ghi nhận. Các vec tơ polynucleotid có thể bộc lộ các hoạt tính phụ trợ miễn dịch nội tại như nhận dạng receptor của motif CpG chưa methyl hóa của plasmid vi khuẩn và các đáp ứng TB bẩm sinh đối với việc phiên mã RNA của virus. Vì thế tiềm năng miễn dịch của các vaccin polynucleotid “trần” có thể được nâng cao nếu được đóng gói hoặc cộng hợp polynucleotid với các polymer sinh học. Rõ ràng là các vaccin polynucleotid đã được sử dụng như các vec tơ trong các nghiên cứu tiền lâm sàng và lâm sàng về vaccin kháng u, đặc biệt là các KN đã được cải biến bằng các thao tác gen để nâng cao tính miễn dịch.

Các vec tơ virus

Các vaccin virus sống đã làm giảm hiệu lực tỏ ra thành công đối với các bệnh truyền nhiễm như đậu mùa, bại liệt và cúm. Yếu tố chính trong hiệu lực vaccin virus sống đã làm giảm hiệu lực là bắt trước các thâm nhiễm virus. Sự hấp thu và biểu hiện gen virus bởi các TB túc chủ đã làm nảy sinh các đáp ứng miễn dịch thu được và bẩm sinh, bao gồm các kháng thể đặc hiệu và các CTL giới hạn bởi MHC lớp I. Những đặc tính này làm cho các virus tái tổ hợp rất hấp dẫn với tư cách là các vec tơ công nghệ gen cho vaccin kháng u và nhiều virus biểu hiện các KN khối u đã được làm test trong các mô hình tiền lâm sàng và lâm sàng cũng như một số ít các TNLS.

Việc quan tâm chính đối với các vec tơ virus được sử dụng như các vaccin công nghệ gen là khả năng sinh bệnh của chúng phải là cực tiểu, tức là các vec tơ virus này không có khả năng gây bệnh một cách đáng kể cho túc chủ được tiêm chủng và không có khả năng phát tán bệnh sang các cá thể khác. Những điều kiện này đã đảm bảo chắc chắn rằng những chủng virus được sử dụng để thiết lập vaccin khiếm khuyết nghiêm trọng khả năng tạo ra các virus hậu duệ trong các TB người bình thường. Độ an toàn cũng được đảm bảo bởi các đáp ứng miễn dịch trung h a virus ở người “khỏe mạnh”. Nhưng cũng cần phải báo trước rằng các bệnh nhân ung thư ở giai đoạn muộn thì thường là có tổn thương về mặt miễn dịch. Các virus đã được theo đuổi với tư cách là các vec tơ công nghệ gen cho các vaccin bao gồm các poxvirus (các chủng virus đậu b , đậu chim), các adenovirus, virus adeno liên hợp và virus cúm.

Vaccinia (virus đậu b đã được sử dụng trong vaccin đậu mùa) có độ an toàn kỷ lục và là một vec tơ đầu tiên được sử dụng trong các TNLS về vaccin kháng u. Tuy nhiên, việc tiêm chủng đậu mùa một cách thường quy đã không còn tiếp tụcònữa ở hầu hết các quốc gia phát triển từ những năm 1970 và 1980, nguyên do chính là đã thủ tiêu được virus đậu mùa với tư cách là thâm nhiễm tự nhiên ở phần lớn các nước trên thế giới và lý do thứ hai là cũng có các rủi ro khi tiêm chủng đậu mùa. Đầu năm 2003, nhiều thành viên quân sự trước kia chưa được tiêm chủng cũng như những người khỏe mạnh ở Hoa Kỳ khi được tiêm vaccin đậu mùa đã ghi nhận có hiện tượng sinh bệnh do vaccin như hội chứng thâm nhiễm vaccinia từ người này sang người khác. Ví dụ này là một nhắc nhở quan trọng khi lập kế hoạch khai thác các virus không có khả năng gây bệnh làm các vec tơ công nghện gen cho vaccin kháng u.

Ngoài vấn đề an toàn, các vec tơ virus được xem xét để dùng như các vaccin công nghệ gen cũng cần phải đánh giá thêm một vài tiêu chuẩn bổ sung. Thứ nhất là virus phải thâm nhiễm hiệu quả các TB túc chủ thúc đẩy một cách tiềm năng các đáp ứng miễn dịch mong muốn (các APC nhà nghề). Nếu virus không thể hiện tính hướng tự nhiên đối với các APC thì đôi khi lại phải thực hiện việc chọn lọc về đường tiêm, liều lượng và lịch trình phân phối vaccin virus một cách thích hợp. Trong một số trường hợp khác lại cần phải cải biến các hạt virus tái tổ hợp để có thể “đích lại” vec tơ công nghệ gen tới các APC mong muốn.

Thứ hai là, các kháng thể trung h a virus đã có từ trước và các đáp ứng tế bào T, bao gồm tái hoạt hóa các đáp ứng miễn dịch nhớ kháng lại virus cũng cần được xem xét. Đây là vấn đề quan trọng nhất đối với các vec tơ dựa trên cơ sở các virus thâm nhiễm trên người thông thường (serotype 5 của adenovirus dạng hoang dã), nhưng cũng còn vấn đề khác nữa đối với bất kỳ vec tơ virus nào là các túc chủ phải nảy sinh đáp ứng miễn dịch mạnh vì thế các vaccin kháng u hiệu quả hiện nay đều cần một lịch trình phân phối lặp đi lặp lại nhiều lần. Nếu các đáp ứng miễn dịch của túc chủ đủ để ngăn chặn sự xâm thâm nhiễm sơ cấp các vec tơ virus hoặc loại trừ nhanh chóng sự biểu hiện của các TB túc chủ đối với các sản phẩm gen virus sớm thì hiệu lực vaccin sẽ bị tổn hại nghiêm trọng. Vì thế trong một số trường hợp cần phải lựa chọn cẩn thận liều lượng cũng như lịch trình tiêm chủng vaccin.

Thứ ba là, thời gian và thời lượng của biểu hiện gen chuyển được mã hóa bởi các TB túc chủ đã tải nạp có thể gây ảnh hưởng tới cường độ và bản chất của một đáp ứng miễn dịch đối với các KN khối u được mã hóa bởi virus. Mặc dù các bằng chứng hiện nay cho thấy duy trì sự biểu hiện của gen chuyển là lợi nhất để tạo nên miễn dịch kháng u hiệu quả, nhưng vẫn phải chờ các kết quả thực nghiệm bổ sung cuối cùng.

Các vaccin DC cải biến gen

Một cách tiếp cận khác đối với các vaccin công nghệ gen là cải biến trực tiếp các TB trình diện KN tiềm năng (đặc biệt là các DC) bằng cách cải biến gen in vitro rồi điều hành các APC hay DC đã cải biến như một vaccin. Khả năng tạo được cả DC chín và chưa chín của nhiều kiểu hình khác nhau từ tổ tiên có thể tiếp cận dễ dàng trong các đối tượng là người hay các động vật thí nghiệm đã thúc đẩy nhiều công trình nghiên cứu về các DC biến đổi gen với tư cách là các vaccin kháng u. Các DCònuôi cấy có thể được cải biến để trình diện các KN khối u bằng các phương pháp phi công nghệ gen, bao gồm “điện sung” in vitro hỗn hợp các protein hay tế bào khối u giữa các tế bào DC và TB khối u, nhưng thường là cải biến di truyền các APC hay DC in vitro nhờ việc thâm chuyển polynucleotid hay tải nạp virus. Lợi thế của phương pháp này là khả năng chuyển giao các KN khối u hiệu quả in vitro và tiềm năng cải biến xa hơn trạng thái hoạt hóa của các DCònuôi cấy trước khi tiêm chủng. Bất lợi là cần phải gặt hái, nuôi cấy, và cải biến các TB từ bệnh nhân trước khi chuyển thành một vaccin kháng u, điều đó làm hạn chế rất nhiều các ứng dụng lâm sàng ở các trung tâm điều trị bệnh nhân hoặc phải chấp nhận các phương thứcònuôi cấy ex vivo.

Các vaccin tổng thể tế bào cải biến gen

Các chế phẩm TB khối u tự thân hay dị loại bao gồm một số vaccin kháng u sớm nhất đã được test trong các TNLS. Tương tự như vậy, các TB khối u nuôi cấy đã biến đổi gen in vitro biểu hiện các cytokin hoạt hóa là một trong những vaccin công nghệ gen đã được test trong thực nghiệm. Gần đây hơn, các TB khối u nuôi cấy đã biến đổi gen biểu hiện GM-CFS (với tư cách là một chất bổ trợ miễn dịch) đã bộc lộ hoạt tính vaccin kháng u một cách khích lệ trong các TNLS. Một lợi thế của phương pháp này là vaccin tổng thể TB khối u đích đáp ứng miễn dịch tới một tế bào cũng giống như là khối u của bệnh nhân nhờ việc thao tác gen để nâng cao hoạt hóa miễn dịch và kháng lại một cách tiềm năng các cơ chế “tẩu thoát” miễn dịch của TB khối u được bộc lộ bởi khối u nội sinh. Bất lợi của phương pháp này là phải nuôi cấy in vtro và cải biến gen các TB khối u để làm vaccin – một giới hạn tương tự như đã đề cập đối với các TNLS.

Các chiến lược vaccin tổ hợp

Ngày càng gia tăng số lượng các TNLS chủ động thực nghiệm áp dụng chiến lược tổ hợp. Trong một số trường hợp, những cách tiếp cận “gen học” này lại kết hợp cùng với cách tiếp cận phổ thông như các vec tơ virus mã hóa KN khối u đã được phân phối cùng với protein GM-CSF tái tổ hợp như một chất bổ trợ miễn dịch. Trong những trường hợp như thế này thì những cách tiếp cận “gen học” khác có thể được tổ hợp với nhau như trong chiến lược vaccin đa dạng hóa đầu tiên, bằng cách sử dụng plasmid DNA với tư cách là là tiêm chủng sơ cấp và adenovirus tái tổ hợp để nâng cao hiệu lực tiêm chủng. Ý định trong các protocol tổ hợp là tận dụng đầy đủ các lợi thế của từng thành phần và đưa ra một lịch trình điều phối tổ hợp thúc đẩy hiệu quả các đáp ứng miễn dịch mong muốn. Những cách tiếp cận tổ hợp có lẽ là đòi hỏi thời gian dài hơn để phát triển và làm test vì có sự gia tăng số lượng các biến cố.

CÁC TẾ BÀO HIỆU ỨNG CẢI BIẾN GEN (TRỊ LIỆU MIỄN DỊCH VAY MƯỢN [ADOPTIVE] ĐẶC HIỆU)

Các tế bào T cải biến gen

Các tế bào CTL (tế bào αβ- T giới hạn bởi MHC lớp I) từ lâu đã được coi là những phần tử hữu hiệu nhất đối với việc kiểm soát khối u. Gen trị liệu tạo cơ hội để chuyển hướng hoạt động của CTL bằng cách cung cấp các TCR “nhân tạo” đích trực tiếp các TB khối u. Các TCR nhân tạo có thể là các TCR thông thường đặc hiệu cho các peptid KN khối u hiện diện một cách kinh điển trong các phân tử MHC lớp I. Nhưng mạnh hơn nữa có thể là các receptor “chimeric” có thể nhận dạng được các TB khối u trong phương thức không bị giới hạn bởi MHC. Chính vì thế mà các cấu trúc gen mã hóa cho các receptor chimeric có các domain gắn kháng thể như phần gắn KN của TCR đã được tạo ra để chuyển hướng độc tố TB của các tế bào T thâm nhiễm biểu hiện KN cùng nguồn trên bề mặt TB của chúng. Tiềm năng của cách tiếp cận này đối với trị liệu miễn dịch vay mượn chỉ bị giới hạn bởi những hiểu biết đương thời về các cơ chế chính xác của sự nhận dạng CTL và giết các TB khối u.

Các tế bào NK/NKT cải biến gen

Tương tự như các CTL, những hiểu biết về sự nhận dạng phân tử và truyền tín hiệu dẫn đến tiêu diệt các TB khối u của các tế bào NK và NKT đã tạo cơ hội cho sự cải biến gen ex vivo các phần tử hữu hiệu này, làm cho độc tố TB đối với khối u hiệu lực hơn. Tiềm năng về tuổi thọ và khả năng tăng sinh in vivo của các tế bào NK được chuyển giao đã ủng hộ cho các áp dụng tương lai các tế bào NK hoặcònKT trong trị liệu miễn dịch ung thư. Các dạng TB này có khả năng dùng để thiết kế các vec tơ công nghệ gen nhằm điều chỉnh hoạt tính kháng u của các tế bào NK in vivo.

NHỮNG ĐỊNH HƯỚNG TƯƠNG LAI

Phạm vi và tính chất của các phương pháp trị liệu miễn dịch công nghệ gen mở rộng không ngừng những kiến thức mới về các cơ chế hiệu ứng và sự điều hòa các yếu tố trong miễn dịch khối u cũng như những tiến bộ trong việc phát triển các vec tơ gen trị liệu mới. Do đó trong tương lai cần phải hợp nhất các cytokin, chemokin, các receptor đồng kích thích và ngay cả các phân tử tín hiệu nội bào vào trong trị liệu miễn dịch công nghệ gen. Việc xác định các KN ung thư mới cũng như mô tả kỹ hơn bản chất của KN và các quyết định KN tạo đáp ứng miễn dịch kháng u hiệu quả nhất sẽ tác động đặc biệt tới sự phát triển vaccin công nghệ gen. Hơn nữa, các vec tơ tái tổ hợp mới có tính thâm nhiễm TB vật chủ được đích hoặc biểu hiện chọn lọc gen chuyển có thể được khai thác nhằm nâng cao hiệu lực của miễn dịch trị liệu công nghệ gen.

Những vấn đề khảo sát cần được đẩy mạnh trong những năm tới là tổ hợp trị liệu miễn dịch công nghệ gen với các phương pháp trị liệu khối u thông thường như hóa trị hay xạ trị.

Những thí nghiệm trên động vật cũng như các TNLS đã cho thấy những thành quả của việc kết hợp hóa trị với miễn dịch trị liệu và những lợi thế nội tại của miễn dịch trị liệu công nghệ gen chắc chắn sẽ được sử dụng để gia tăng về số lượng cũng như các dạng “binh chủng” tổ hợp.

Bệnh viện Nguyễn Tri Phương - Đa khoa Hạng I Thành phố Hồ Chí Minh

facebook.com/BVNTP