Khoa học tiến gần lời giải cho bài toán ngăn ngừa ung thư

Ung thư thường được hiểu bắt đầu từ một đột biến trong ADN của một tế bào bình thường. Đột biến này cho phép tế bào nhân lên mất kiểm soát, vượt qua những cơ chế kiểm soát chất lượng tự nhiên của cơ thể. Cuối cùng, một khối u hình thành.

Tuy nhiên, trong vài năm gần đây, các nhà khoa học đã phát hiện một sự thật bất ngờ: những đột biến được coi là “tác nhân khởi phát ung thư” cũng xuất hiện phổ biến trong các mô khỏe mạnh. Chúng có mặt ở khoảng 1/4 số tế bào bình thường. Khi bước vào tuổi trung niên, hơn một nửa bề mặt thực quản và gần 10% niêm mạc dạ dày đã bị bao phủ bởi các tế bào mang đột biến dạng này. Các quần thể tế bào tương tự cũng đã được xác nhận trong nhiều mô khác, bao gồm đại tràng, phổi và buồng trứng.

Điều bí ẩn là tại sao những tế bào vốn có khả năng chuyển thành ung thư này lại không phát triển thành khối u. Câu trả lời đang được các nhà khoa học hé lộ, đó là: các tế bào mang ADN lỗi có thể bị ngăn chặn không phát triển thành ung thư nhờ sự hiện diện của những tế bào khỏe mạnh xung quanh, vốn sở hữu các đột biến có lợi. Do đó, khuyến khích sự phát triển của các tế bào khỏe mạnh này có thể trở thành một chiến lược hữu hiệu để phòng chống ung thư.

Hiểu biết mới về sự phát triển của mô

Khái niệm mới này xuất phát từ việc hiểu rõ hơn cách các mô bình thường phát triển. Khi tế bào phân chia, mỗi tế bào con sẽ mang một tập hợp đột biến di truyền ngẫu nhiên. Ở các lớp ngoài cùng của những cơ quan như thực quản, da và dạ dày, những tế bào thích nghi tốt nhất với môi trường sẽ “lấn át” các tế bào khác, vốn sẽ bị đào thải.

Các tế bào ung thư cũng có thể bị cạnh tranh, loại bỏ. Ở chuột, người ta quan sát thấy những tế bào mang đột biến đặc biệt có thể chiếm chỗ của các tế bào xung quanh vốn mang đột biến làm tăng nguy cơ ung thư, thậm chí có thể loại bỏ những khối u nhỏ dưới 100 tế bào. Do đó, thúc đẩy sự phát triển của các tế bào mang đột biến có lợi có thể là một cách phòng ngừa ung thư đầy tiềm năng.

"Cuộc chiến" ở cấp độ tế bào

Một đột biến khởi phát ung thư phổ biến xảy ra ở PIK3CA - một gien kiểm soát sự tăng trưởng và sống sót của tế bào, khi bị đột biến sẽ gây ra sự phát triển quá mức ở mô. Tiến sĩ Phil Jones và cộng sự tại Viện Wellcome Sanger (Anh) phát hiện rằng, các tế bào mang đột biến PIK3CA trải qua thay đổi chuyển hóa giúp chúng vượt trội hơn so với tế bào bình thường.

Trong thử nghiệm trên chuột, công bố tháng 8/2024 trên Nature Genetics, nhóm nghiên cứu của Tiến sĩ Jones nhận thấy thuốc trị tiểu đường phổ biến metformin có thể gây ra thay đổi chuyển hóa tương tự ở các tế bào bình thường trong thực quản. Kết quả là, metformin đã ngăn chặn sự phát triển của tế bào mang đột biến PIK3CA bằng cách “cân bằng cuộc đua” giữa tế bào khỏe mạnh và tế bào bất thường. Ngược lại, chế độ ăn nhiều chất béo khiến tế bào bất thường sinh sôi mạnh, và hiện tượng này cũng được ghi nhận ở người béo phì. Điều này gợi ý rằng, việc can thiệp điều trị tình trạng béo phì có thể giúp phòng ngừa ung thư thực quản.

Dù kết quả trên mang tính đầy triển vọng, nhưng việc xây dựng danh mục toàn diện các đột biến có hại và có lợi vẫn là một thách thức. Cơ thể người (và cả chuột) chứa hàng nghìn loại tế bào khác nhau, mỗi loại lại có cơ chế phân tử riêng. Ví dụ, một đột biến gien từng được chứng minh giảm nguy cơ ung thư thực quản lại không có tác dụng tương tự trên da.

Những vấn đề phức tạp này đòi hỏi thí nghiệm quy mô lớn trong phòng lab. Tuy nhiên, nhờ sự tiến bộ nhanh chóng của công nghệ, tiến độ nghiên cứu trở nên nhanh chóng và hiệu suất hơn.

Gốc rễ của vấn đề

Những khám phá này góp phần trả lời câu hỏi lớn hơn: điều gì khiến một tế bào tưởng chừng vô hại nhưng mang ADN lỗi trở thành khối u ác tính? Các yếu tố môi trường đóng vai trò then chốt. Ô nhiễm không khí đô thị đã được chứng minh làm tổn hại tế bào và gắn liền với tỷ lệ ung thư cao hơn. Nhiều hóa chất, bao gồm cả một số chất gây ô nhiễm nước uống và thành phần trong mỹ phẩm, cũng được nghi ngờ là tác nhân gây ung thư.

Một nghiên cứu năm 2020 của Allan Balmain và đồng nghiệp tại Đại học California, San Francisco cho thấy, chỉ 3/20 hóa chất được biết hoặc nghi ngờ gây ung thư ở người thực sự tạo ra đột biến trên chuột; phần lớn còn lại lại thúc đẩy sự phát triển khối u theo những cách khác. Điều này gợi ý rằng, 80-90% tác nhân gây ung thư con người tiếp xúc hằng ngày không trực tiếp gây đột biến.

Những tác nhân “không gây đột biến” này dường như can thiệp vào hệ miễn dịch. Phơi nhiễm thường xuyên có thể gây viêm mãn tính, từ đó thúc đẩy các tế bào mang đột biến ung thư phát triển thành khối u. Triệu chứng viêm vốn là cơ chế cơ thể tự chữa lành. Nhưng khi viêm kéo dài thì chính phản ứng này lại làm tổn thương mô và dẫn đến hình thành khối u. Theo nghĩa này, khối u có thể được ví như “vết thương không bao giờ lành”.

Một nghiên cứu công bố năm 2023 trên Nature của nhóm Charles Swanton (Viện Francis Crick, London) đã đưa ra bằng chứng thuyết phục rằng ô nhiễm không khí đô thị gây ra ung thư phổi ở người không hút thuốc. Ở chuột, ô nhiễm không khí kích hoạt phản ứng viêm trong phổi, khiến các tế bào mang đột biến đặc trưng phát triển thành khối u. Nhóm nghiên cứu ước tính, chỉ cần sống 3 năm ở khu vực ô nhiễm nặng (chẳng hạn gần các trục đường lớn tại London) cũng đủ để đẩy những tế bào này vào giai đoạn hình thành khối u. Viêm mạn tính cũng được chứng minh thúc đẩy sự lan rộng của tế bào đột biến dưới tác động của trào ngược axit, tia cực tím hay nhiễm khuẩn đường ruột kéo dài, theo Marnix Jansen (trường Đại học University College London).

Hướng đi mới trong phòng ngừa ung thư

Khám phá rằng viêm mạn tính có thể gây ra ung thư đang buộc các bác sĩ phải thay đổi cách tiếp cận phòng ngừa. Ngày càng nhiều nhà nghiên cứu cho rằng cách tốt nhất để ngăn ung thư có thể là tác động vào hệ miễn dịch, thay vì nhắm trực tiếp vào đột biến ung thư. Bước đầu tiên là xác định phân tử viêm nào cần tập trung.

Trong nghiên cứu về ô nhiễm không khí và ung thư phổi, nhóm của Tiến sĩ Swanton phát hiện một loại protein miễn dịch tên là interleukin-1ß thúc đẩy phản ứng viêm dẫn đến phát triển khối u. Trên chuột, thuốc chặn interleukin-1ß đã ngăn chặn sự hình thành khối u khi chúng tiếp xúc với ô nhiễm không khí.

Những phát hiện này mở ra triển vọng về các loại thuốc phòng ngừa ung thư mới, giúp cơ thể kiểm soát tốt hơn những tổn hại do chính hệ miễn dịch gây ra. Đây có thể là bước ngoặt cho những người có nguy cơ cao, bao gồm người mang đột biến BRCA, người từng hút thuốc, hoặc bệnh nhân từng điều trị ung thư. Thuốc cũng có thể hữu ích cho những người có mô tiền ung thư, chẳng hạn polyp ở đại tràng hay tổn thương chưa ác tính ở vú và phổi. Khi tuổi thọ trung bình ngày càng tăng và số ca ung thư tiếp tục leo thang, phương pháp này có thể giúp ích cho nhiều bệnh nhân hơn./.