Chúng ta biết ung thư là một sai hỏng trong hệ thống gene của cơ thể. Vì vậy, cũng không quá ngạc nhiên khi môi trường bên trong khối u trở thành nơi cho những điều hết sức bất thường xảy ra.
Một trong số những hiện tượng siêu kỳ lạ về ung thư được phát hiện vào năm 2018, khi các nhà khoa học quan sát thấy những tế bào dạ dày, tá tràng và ruột non bên trong khối u phổi.
Điều gì đã xảy ra? Có phải các tế bào này đã chạy từ bộ phận này sang bộ phận khác của cơ thể và trú ngụ trong các khối u ung thư hay không?
Khi tế bào phổi bị ung thư, chúng sẽ biến thành tế bào dạ dày
Câu trả lời là: Không! Các tế bào ung thư phổi đã tự biến hình thành các tế bào của cơ quan bên cạnh chúng. Điều này xảy ra vì ung thư đã tắt một gene có ký hiệu NKX2-1 điều khiển sự phát triển của tế bào phổi.
Khi không có gene này, các tế bào gốc trong phổi sẽ không phát triển để trở thành chính tế bào phổi, mà sẽ bị bỏ mặc và "lạc" vào các con đường của các tế bào thuộc cơ quan lân cận. Chúng đã biến thành tế bào dạ dày, ruột non và cả tá tràng.
Phát hiện được công bố trên tạp chí Developmental Cell nhấn mạnh sự linh hoạt của các tế bào ung thư. Tấn công vào gene NKX2-1 cho phép các tế bào phổi biến hình, từ đó có khả năng kháng được các loại thuốc đặc trị ung thư phổi.
"Các tế bào ung thư sẽ làm bất cứ điều gì để tồn tại", giáo sư Purushothama Rao Tata, tác giả nghiên cứu tại Đại học Y khoa Duke cho biết. "Khi đối mặt với thuốc hóa trị, các tế bào phổi sẽ tắt các đặc tính quan trọng của nó và nạp vào các đặc tính của loại tế bào khác nhằm đề kháng với thuốc".
Dành phần lớn sự nghiệp của mình để nghiên cứu tế bào phổi, giáo sư Tata phát hiện rằng các tế bào này thường sở hữu những cơ chế biến hình rất linh động sau khi gặp phải tổn thương.
Ông bắt đầu tự hỏi: Liệu những cơ chế này cũng là nguyên nhân tạo nên sự hỗn độn trong các khối u ung thư phổi hay không? Giáo sư Tata quyết định tập trung tìm hiểu điều này trong các khối u ung thư phổi không tế bào nhỏ, chiếm từ 80-85% tất cả các trường hợp mắc ung thư phổi.
Trên thực tế, ung thư phổi là căn bệnh giết người hàng đầu trên thế giới. Bệnh nhân ung thư phổi có tỷ lệ sống thấp nhất trong tất cả các loại ung thư.
Khối u ung thư phổi là một mớ hỗn độn các loại tế bào thuộc về nhiều cơ quan khác nhau.
Giáo sư Tata đã phân tích dữ liệu từ Mạng Nghiên cứu Gen ung thư Atlas, một tổ hợp lớn đang lưu trữ bộ gen của hàng ngàn mẫu ung thư từ 33 loại khác nhau. Ông nhận thấy một tỷ lệ lớn các khối u ung thư phổi không tế bào nhỏ không có NKX2-1, một gen đặc trưng dùng để xác định tế bào phổi.
Thay vào đó, nhiều khối u lại biểu hiện một số gen của tế bào thực quản và các bộ phận khác thuộc đường tiêu hóa. Một giả thuyết được đặt ra để giải thích, khi các tế bào ung thư phổi mất gen NKX2-1, nó sẽ có khả năng biến hình để mang đặc tính của các tế bào của cơ quan khác.
Thực ra, tế bào phổi và tế bào ruột cùng phát triển từ một tế bào bố mẹ, các tế bào tiền thân của nó. Bởi vậy, khi bị mất gen, các tế bào phổi nhiều khả năng sẽ phát triển theo con đường của anh chị em của chúng, biến thành các tế bào của các bộ phận khác.
Để kiểm tra xem điều này có đúng hay không, giáo sư Tata và các đồng nghiệp đã loại bỏ gen NKX2-1 khỏi mô khối u ung thư phổi của những con chuột thí nghiệm. Sau đó, họ theo dõi quá trình phát triển của các mô này dưới kính hiển vi.
Đúng như dự đoán, các tế bào khối u thể hiện một số đặc điểm thông thường chỉ có ở tế bào ruột, chẳng hạn như cấu trúc kiểu khe hang và mô dạ dày. Ngạc nhiên hơn, những cấu trúc này còn sản sinh ra các enzyme tiêu hóa, như thể chúng sống trong dạ dày chứ không phải phổi.
Sau khi chỉ ra một sự thay đổi di truyền đơn giản có thể thúc đẩy các tế bào phổi chuyển đổi con đường phát triển, giáo sư Tata tự hỏi liệu một tinh chỉnh khác có thể làm cho chúng trở thành ung thư. Lần này, ngoài việc loại bỏ gene NKX2-1, nhóm nghiên cứu kích hoạt hai gene gây ung thư SOX2 và KRAS.
Kết quả, những con chuột có đột biến SOX2 đã phát triển các khối u như thể chúng nằm trong phần đầu của đường tiêu hóa, từ miệng xuống tới tá tràng. Những con chuột có đột biến KRAS phát triển các khối u tương tự như khối u ở giữa đường tiêu hóa cho tới hậu môn.
Tế bào ung thư phổi có thể biến thành tế bào cơ quan khác, để kháng thuốc đặc trị ung thư phổi.
"Các nhà sinh học ung thư từ lâu đã nghi ngờ rằng các tế bào ung thư có thể biến đổi để kháng được thuốc hóa trị, nhưng họ không biết cơ chế đằng sau sự linh hoạt đó như thế nào", giáo sư Tata nói.
"Bây giờ chúng ta biết mình đang phải đối mặt với những khối u này [khối u phổi có khả năng biến hình thành các dạng khác] - chúng ta có thể nghĩ đến những con đường mà các tế bào này có thể chuyển đổi và thiết kế các liệu pháp để ngăn chặn chúng".
Trong tương lai, giáo sư Tata có kế hoạch sử dụng mô hình khối u phổi của mình để khám phá thêm các cơ chế kháng thuốc của căn bệnh ung thư nguy hiểm này.
Một khi các liệu pháp được phát triển thành công, chúng ta có thể giảm tỷ lệ kháng thuốc hóa trị của các khối u ung thư phổi, từ đó, cải thiện tiên lượng và khả năng sống cho bệnh nhân.